專利名稱：一種可自并聯(lián)向電網(wǎng)回饋電能的節(jié)能裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電カ電子技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種可自并聯(lián)向電網(wǎng)回饋電能的節(jié)能裝置和方法。
背景技術(shù)：
起重機(jī)是ー種通過垂直升降或者垂直升降與水平移動(dòng)來(lái)放取重物的機(jī)電設(shè)備。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，為保障起重機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，速度控制精確度的需求日益增強(qiáng)，目前現(xiàn)場(chǎng)控制越來(lái)越多的采用變頻器控制電機(jī)運(yùn)行。而采用變頻器控制將會(huì)出現(xiàn)ー個(gè)問題，當(dāng)重載下降時(shí)其負(fù)載位能通過電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，?chǔ)存在直流電容上，以及在起重機(jī)制動(dòng)時(shí) 轉(zhuǎn)化成的電能儲(chǔ)存在直流電容上，這樣會(huì)導(dǎo)致電容電壓上升，如果能量得不到及時(shí)釋放會(huì)導(dǎo)致其電壓升的過高，會(huì)引起變頻器故障。為了解決上述問題，本領(lǐng)域技術(shù)人員采取了以下兩種方式一、能耗制動(dòng)方式采用大功率電阻來(lái)釋放存儲(chǔ)在電容上的能量。這種方式雖然簡(jiǎn)單易行，但是電阻發(fā)熱嚴(yán)重，會(huì)導(dǎo)致柜內(nèi)溫度升高，影響變頻器的工作性能。而且簡(jiǎn)單能耗制動(dòng)不能抑制快速制動(dòng)產(chǎn)生的泵升電壓，影響制動(dòng)效果。ニ、利用單環(huán)電壓控制能量回饋裝置利用單環(huán)電壓控制方式，當(dāng)母線電壓高于設(shè)定值時(shí)，進(jìn)行能量回饋。這種方式雖然對(duì)母線電壓有較好的控制能力，但對(duì)于變頻器容量大的起重機(jī)行業(yè)來(lái)說，僅采用單環(huán)電壓控制方式，而不對(duì)回饋過程中的電流值進(jìn)行控制，會(huì)出現(xiàn)電流波動(dòng)等現(xiàn)象，從而對(duì)電網(wǎng)造成影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在干，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不能將起重機(jī)運(yùn)行過程中產(chǎn)生的電能很好地回饋到電網(wǎng)的缺陷，提供一種可自并聯(lián)向電網(wǎng)回饋電能的節(jié)能裝置。本發(fā)明提供一種可自并聯(lián)向電網(wǎng)回饋電能的節(jié)能裝置，其特征在于，采用直流母線電壓控制環(huán)和回饋電流控制環(huán)的雙閉環(huán)控制，根據(jù)直流母線電壓控制環(huán)的輸出調(diào)整回饋電流的大小。本發(fā)明還提供ー種可自并聯(lián)向電網(wǎng)回饋電能的節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于，小功率場(chǎng)合下，在電網(wǎng)和一臺(tái)或多臺(tái)變頻器之間連接上述的節(jié)能裝置；大功率場(chǎng)合下，在電網(wǎng)和一臺(tái)或多臺(tái)變頻器之間并聯(lián)兩個(gè)以上上述的節(jié)能裝置。優(yōu)選地，節(jié)能裝置包括檢測(cè)變頻器直流母線的電壓，并將檢測(cè)到的電壓送入第一比較器的直流母線電壓檢測(cè)單元；與直流母線電壓檢測(cè)單元連接，將來(lái)自于直流母線電壓檢測(cè)單元的電壓與給定電壓值做比較判定，大于給定電壓值時(shí)，向交流接觸器發(fā)出接入電網(wǎng)信號(hào)，同時(shí)將比較后的差值發(fā)送至直流母線信號(hào)采集單元的第一比較器；與第一比較器連接，對(duì)比較后的差值進(jìn)行放大比較，生成高頻PWM波形并送入第ニ比較器的直流母線信號(hào)采集單元；
與直流母線信號(hào)采集單元和電網(wǎng)信號(hào)采集單元連接，將電網(wǎng)信號(hào)采集單元采集到的電網(wǎng)電壓信號(hào)和來(lái)自于直流母線信號(hào)采集單元的電壓信號(hào)做比較，形成相位與電網(wǎng)電壓相同，幅值與直流電壓控制電路輸出信號(hào)成正比的三相電流給定波形的第二比較器；與第二比較器和輸出電流信號(hào)采集單元連接，將來(lái)自于第二比較器的三相電流給定波形與輸出電流反饋信號(hào)采集單元采集到的電流反饋信號(hào)做比較，生成PWM波形的第三比較器；與第三比較器連接，驅(qū)動(dòng)逆變單元工作的驅(qū)動(dòng)電路；與驅(qū)動(dòng)電流連接，實(shí)現(xiàn)能量向電網(wǎng)回饋的逆變單元。優(yōu)選地，給定電壓值通過可調(diào)電阻進(jìn)行設(shè)置。優(yōu)選地，回饋電流控制環(huán)采用高頻斬波控制方式。優(yōu)選地，直流母線信號(hào)采集單元為P調(diào)節(jié)器，直流母線電壓控制環(huán)采用P調(diào)節(jié)器控制方式。優(yōu)選地，第三比較器為滯環(huán)比較器。本發(fā)明還提供一種可自并聯(lián)向電網(wǎng)回饋電能的節(jié)能方法，其特征在于，包括如下步驟SI、電壓檢測(cè)單元檢測(cè)變頻器直流母線的電壓，當(dāng)檢測(cè)到故障時(shí)，執(zhí)行步驟S9 ;若未檢測(cè)到故障，將檢測(cè)到的電壓送入第一比較器與給定電壓值做比較判定，檢測(cè)到的電壓大于給定電壓時(shí)，執(zhí)行步驟S2;S2、第一比較器向交流接觸器發(fā)出接入電網(wǎng)信號(hào)，同時(shí)將比較后的差值發(fā)送至直流母線信號(hào)采集單元；S3、直流母線信號(hào)采集單元對(duì)比較后的差值進(jìn)行放大比較，生成高頻PWM波形，完成直流母線信號(hào)采集后，將采集到的直流母線信號(hào)發(fā)送至第二比較器；S4、電網(wǎng)信號(hào)采集單元通過對(duì)電網(wǎng)電壓做電壓互感降壓、濾波、光耦隔離、信號(hào)放大處理，得到控制輸出的第一同步信號(hào)，完成電網(wǎng)電壓信號(hào)采集后，將采集到的電網(wǎng)電壓信號(hào)發(fā)送至第二比較器和逆變單元；S5、第二比較器對(duì)接收到的直流母線信號(hào)和電網(wǎng)電壓信號(hào)做比較處理，形成相位與電網(wǎng)電壓相同，幅值與直流電壓控制電路輸出信號(hào)成正比的三相電流給定波形，然后將所形成的三相電流給定波形發(fā)送至第三比較器；S6、輸出電流反饋信號(hào)采集單元對(duì)反饋輸出的三相電流做電流互感降流、濾波、光耦隔離、信號(hào)放大處理，得到控制輸出的第二同步信號(hào)，完成電流反饋信號(hào)采集后，將采集到的電流反饋信號(hào)發(fā)送至第三比較器；S7、第三比較器對(duì)接收到的三相電流給定波形與電流反饋信號(hào)做比較運(yùn)算，生成PWM波形，并將所生成的PWM波形發(fā)送至驅(qū)動(dòng)電路；S8、驅(qū)動(dòng)電路對(duì)來(lái)自電網(wǎng)信號(hào)采集單元的電網(wǎng)電壓信號(hào)做比較處理，生成同步方波信號(hào)，并將生成的同步方波信號(hào)與來(lái)自第三比較器的PWM波形進(jìn)行運(yùn)算，生成各項(xiàng)開關(guān)管的開關(guān)信號(hào)驅(qū)動(dòng)逆變單元執(zhí)行能量回饋； S9、輸出故障信號(hào)，同時(shí)切斷裝置接入電源，啟動(dòng)備用制動(dòng)電阻。實(shí)施本發(fā)明的可自并聯(lián)向電網(wǎng)回饋電能的節(jié)能裝置和方法，具有以下有益效果
I、采用直流母線電壓控制環(huán)和回饋電流控制環(huán)的雙閉環(huán)控制，根據(jù)直流母線電壓控制環(huán)的輸出調(diào)整回饋電流的大小，從而保證在向電網(wǎng)回饋電能時(shí)不對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生任何影響；2、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用組合靈活在小功率場(chǎng)合下，可采用在電網(wǎng)和一臺(tái)或多臺(tái)變頻器之間連接一個(gè)節(jié)能裝置實(shí)現(xiàn)電能回饋；在大功率場(chǎng)合下，可采用在電網(wǎng)和一臺(tái)或多臺(tái)變頻器之間并聯(lián)多個(gè)節(jié)能裝置實(shí)現(xiàn)電能回饋。


圖I是本發(fā)明的可自并聯(lián)向電網(wǎng)回饋電能的節(jié)能裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的可自并聯(lián)向電網(wǎng)回饋電能的節(jié)能裝置的一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明的可自并聯(lián)向電網(wǎng)回饋電能的節(jié)能裝置的工作流程圖；
圖4是本發(fā)明的多個(gè)節(jié)能裝置并聯(lián)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供一種可自并聯(lián)向電網(wǎng)回饋電能的節(jié)能裝置，圖I是本發(fā)明的可自并聯(lián)向電網(wǎng)回饋電能的節(jié)能裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，所述裝置包括交流接觸器、直流母線電壓檢測(cè)單元、第一比較器、直流母線信號(hào)采集單元、電網(wǎng)信號(hào)采集單元、第二比較器、輸出電流反饋信號(hào)采集單元、第三比較器、驅(qū)動(dòng)電路和逆變單元。電壓檢測(cè)單元，用于檢測(cè)變頻器直流母線的電壓，并將檢測(cè)到的電壓送入第一比較器與給定電壓值做比較判定，當(dāng)滿足條件吋，向交流接觸器發(fā)出接入電網(wǎng)信號(hào)，同時(shí)將比較后的差值發(fā)送至直流母線信號(hào)采集単元；第二比較器，用于將直流母線信號(hào)采集單元采集到的直流母線信號(hào)和電網(wǎng)信號(hào)采集單元采集到的電網(wǎng)電壓信號(hào)做比較，形成相位與電網(wǎng)電壓相同，幅值與直流電壓控制電路輸出信號(hào)成正比的三相電流給定波形；第三比較器，用于將在第二比較器中的三相電流給定波形與輸出電流反饋信號(hào)采集單元采集到的電流反饋信號(hào)做比較，生成PWM波形；驅(qū)動(dòng)電路連接第三比較器和逆變單元，驅(qū)動(dòng)逆變單元工作，實(shí)現(xiàn)能量向電網(wǎng)回饋。該節(jié)能裝置采用直流母線電壓控制環(huán)和回饋電流控制環(huán)的雙閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)，根據(jù)直流母線電壓控制環(huán)的輸出調(diào)整回饋電流的大小，保證電能回饋的穩(wěn)定性。本發(fā)明采用電壓外環(huán)設(shè)計(jì)主要控制作用在于穩(wěn)定三相逆變器的直流電壓。為保證系統(tǒng)具有較快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，直流母線信號(hào)采集單元采用P調(diào)節(jié)器，直流母線電壓控制環(huán)采用P調(diào)節(jié)器控制方式。在本發(fā)明的電流內(nèi)環(huán)設(shè)計(jì)中，為保證系統(tǒng)有較快的響應(yīng)速度，系統(tǒng)采用滯環(huán)SPWM控制。上述節(jié)能裝置實(shí)現(xiàn)節(jié)能的步驟如下S1、電壓檢測(cè)單元檢測(cè)變頻器直流母線的電壓，當(dāng)檢測(cè)到故障時(shí)，執(zhí)行步驟S8;當(dāng)將檢測(cè)到的電壓送入第一比較器與給定電壓值做比較判定，滿足條件時(shí)，執(zhí)行步驟S2，不滿足條件時(shí)，執(zhí)行步驟S9 ;S2、第一比較器向交流接觸器發(fā)出接入電網(wǎng)信號(hào)，同時(shí)將比較后的差值發(fā)送至直流母線信號(hào)采集單元；S3、直流母線信號(hào)采集單元對(duì)比較后的差值進(jìn)行放大比較，生成高頻PWM波形，完成直流母線信號(hào)采集后，將采集到的直流母線信號(hào)發(fā)送至第二比較器；S4、電網(wǎng)信號(hào)采集單元通過對(duì)電網(wǎng)電壓做電壓互感降壓、濾波、光耦隔離、信號(hào)放大處理，得到控制輸出的第一同步信號(hào)，完成電網(wǎng)電壓信號(hào)采集后，將采集到的電網(wǎng)電壓信號(hào)發(fā)送至第二比較器和逆變單元；S5、第二比較器對(duì)接收到的直流母線信號(hào)和電網(wǎng)電壓信號(hào)做比較處理，形成相位與電網(wǎng)電壓相同，幅值與直流電壓控制電路輸出信號(hào)成正比的三相電流給定波形，然后將所形成的三相電流給定波形發(fā)送至第三比較器；S6、輸出電流反饋信號(hào)采集單元對(duì)反饋輸出的三相電流做電流互感降流、濾波、光耦隔離、信號(hào)放大處理，得到控制輸出的第二同步信號(hào)，完成電流反饋信號(hào)采集后，將采集到的電流反饋信號(hào)發(fā)送至第三比較器；S7、第三比較器對(duì)接收到的三相電流給定波形與電流反饋信號(hào)做比較運(yùn)算，生成PWM波形，并將所生成的PWM波形發(fā)送至驅(qū)動(dòng)電路；S8、驅(qū)動(dòng)電路對(duì)來(lái)自電網(wǎng)信號(hào)采集單元的電網(wǎng)電壓信號(hào)做比較處理，生成同步方波信號(hào)，并將生成的同步方波信號(hào)與來(lái)自第三比較器的PWM波形進(jìn) 行運(yùn)算，生成各項(xiàng)開關(guān)管的開關(guān)信號(hào)驅(qū)動(dòng)逆變單元執(zhí)行能量回饋；S9、輸出故障信號(hào)，同時(shí)切斷裝置接入電源，啟動(dòng)備用制動(dòng)電阻。圖2是本發(fā)明的可自并聯(lián)向電網(wǎng)回饋電能的節(jié)能裝置的一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，所述裝置包括交流接觸器、LCL濾波單元、第一電壓檢測(cè)單元、第一比較器、判斷単元、P調(diào)節(jié)單元、第二比較器、第二電壓檢測(cè)單元、電壓同步單元、標(biāo)準(zhǔn)正弦波単元、輸出電流檢測(cè)單元、第三比較器、隔離驅(qū)動(dòng)單元和逆變單元。第一電壓檢測(cè)單元，檢測(cè)變頻器直流母線的電壓，若此過程中檢測(cè)到故障，則輸出故障信號(hào)，同時(shí)切斷裝置接入電網(wǎng)，啟動(dòng)備用制動(dòng)電阻；如未檢測(cè)到故障，則將檢測(cè)到的電壓送入第一比較器。第一比較器，將來(lái)自于第一電壓檢測(cè)單元的電壓與給定電壓值做比較判定，當(dāng)來(lái)自于第一電壓檢測(cè)單元的電壓值大于給定電壓值吋，向交流接觸器發(fā)出接入電網(wǎng)信號(hào)，同時(shí)將比較后的差值電壓發(fā)送至判斷単元。其中，給定電壓值通過設(shè)定可調(diào)電阻進(jìn)行設(shè)置。判斷単元和P調(diào)節(jié)單元，對(duì)來(lái)自于第一比較器的差值電壓做信號(hào)放大處理，通過調(diào)節(jié)動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度對(duì)差值進(jìn)行限定，生成高頻PWM波形并送入第二比較器。第二電壓檢測(cè)單元，在交流接觸器將節(jié)能裝置接入電網(wǎng)后，檢測(cè)電網(wǎng)電壓，并將檢測(cè)到的電網(wǎng)電壓發(fā)送至電壓同步單元。經(jīng)電壓同步單元和標(biāo)準(zhǔn)正弦波単元處理后生成與電網(wǎng)信號(hào)同步的標(biāo)準(zhǔn)正弦波，將該標(biāo)準(zhǔn)正弦波送入第二比較器。第二比較器用于將來(lái)自于P調(diào)節(jié)單元的直流母線電壓與來(lái)自于標(biāo)準(zhǔn)正弦波単元的電網(wǎng)電壓做比較處理，形成相位與電網(wǎng)電壓相同，幅值與直流電壓控制電路輸出信號(hào)成正比的三相電流給定波形。第三比較器，用于將在第二比較器中的三相電流給定波形與輸出電流反饋信號(hào)采集單元采集到的電流反饋信號(hào)做比較，生成PWM波形。隔離驅(qū)動(dòng)單元連接第三比較器和逆變單元，驅(qū)動(dòng)逆變單元工作，實(shí)現(xiàn)能量向電網(wǎng)回饋。LCL濾波單元處理反饋給電網(wǎng)的信號(hào)，降低對(duì)電網(wǎng)干擾。圖3是本發(fā)明的可自并聯(lián)向電網(wǎng)回饋電能的節(jié)能裝置的工作流程圖，如圖所示。根據(jù)實(shí)際情況，同過調(diào)節(jié)電阻設(shè)定母線電壓定值U0。母線電壓檢測(cè)單元檢測(cè)到變頻器母線電壓ud。后,將該電壓Udc送入第一比較器,第一比較器對(duì)Udc與U0做比較處理，當(dāng)Udc大于U0時(shí)，向交流接觸器發(fā)送接入電網(wǎng)信號(hào)，交流接觸器動(dòng)作，節(jié)能裝置接入電網(wǎng)。同時(shí)，第一比較器將Udc與U0的差值電壓發(fā)送至P調(diào)節(jié)控制器，調(diào)節(jié)放電電壓信號(hào)后，由整流単元處理獲得直流電壓控制信號(hào)，然后將母線電壓信號(hào)送入第二比較器。當(dāng)交流接觸器動(dòng)作，將節(jié)能裝置接入電網(wǎng)后，電網(wǎng)信號(hào)采集單元開始采集電網(wǎng)電壓信號(hào)，并將該信號(hào)做同步處理獲取電網(wǎng)電壓同步信號(hào)后，送入第二比較器。第二比較器對(duì)母線電壓信號(hào)和電網(wǎng)電壓信號(hào)進(jìn)行比較處理，獲得三相交流給定波形后，送入第三比較器，第三比較器為滯環(huán)比較器，滯環(huán)比較器反饋電流滯后進(jìn)入比較，先逆變回饋產(chǎn)生電流在進(jìn)行反饋比較調(diào)節(jié)。當(dāng)交流接觸器動(dòng)作，將節(jié)能裝置接入電網(wǎng)后，輸出電流檢測(cè)單元檢測(cè)三相輸出回饋電流信號(hào)，并送入電流互感器進(jìn)行處理和信號(hào)放大處理，然后將輸出反饋電流信號(hào)送入滯環(huán)比較器。滯環(huán)比較器對(duì)來(lái)自于第二比較器的三相交流給定波形與輸出反饋電流信號(hào)做比較處理，獲取PWM波形后，送入隔離驅(qū)動(dòng)IGBT中。隔離驅(qū)動(dòng)IGBT驅(qū)動(dòng)逆變單元，實(shí)現(xiàn)電能回饋。本發(fā)明還提供ー種可自并聯(lián)向電網(wǎng)回饋電能的節(jié)能系統(tǒng)，在電網(wǎng)和多個(gè)變頻器直流母線之間并聯(lián)ー個(gè)或兩個(gè)以上的可自并聯(lián)向電網(wǎng)回饋電能的節(jié)能裝置。小功率場(chǎng)合下，在電網(wǎng)和一臺(tái)或多臺(tái)變頻器之間連接一個(gè)所述的節(jié)能裝置實(shí)現(xiàn)電能回饋；大功率場(chǎng)合下，在電網(wǎng)和一臺(tái)或多臺(tái)變頻器之間并聯(lián)兩個(gè)以上所述的節(jié)能裝置實(shí)現(xiàn)電能回饋。圖4是本發(fā)明的多個(gè)節(jié)能裝置并聯(lián)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，多個(gè)節(jié)能裝置并聯(lián)于多個(gè)變頻器直流母線(變頻器直流母線一、變頻器直流母線ニ……變頻器直流母線N)與3相380V電網(wǎng)之間。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)變頻器為大功率，單個(gè)節(jié)能裝置不能滿足其功率要求時(shí)，本裝置可實(shí)現(xiàn)自并聯(lián)使用，同時(shí)接入多個(gè)節(jié)能裝置(裝置一、裝置ニ……裝置N)，保證變頻器直流母線上的能量迅速反饋回電網(wǎng)，降低母線電壓，保證變頻器正常運(yùn)行，同時(shí)增加了裝置的工作可靠性。為了保證 變頻器的安全穩(wěn)定，在節(jié)能裝置與變頻器直流母線間設(shè)置并聯(lián)保護(hù)單元。實(shí)施本發(fā)明的可自并聯(lián)向電網(wǎng)回饋電能的節(jié)能裝置和方法，具有以下有益效果
I、采用直流母線電壓控制環(huán)和回饋電流控制環(huán)的雙閉環(huán)控制，根據(jù)直流母線電壓控制環(huán)的輸出調(diào)整回饋電流的大小，從而保證在向電網(wǎng)回饋電能時(shí)不對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生任何影響；2、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用組合靈活在小功率場(chǎng)合下，可采用在電網(wǎng)和一臺(tái)或多臺(tái)變頻器之間連接一個(gè)節(jié)能裝置實(shí)現(xiàn)電能回饋；在大功率場(chǎng)合下，可采用在電網(wǎng)和一臺(tái)或多臺(tái)變頻器之間并聯(lián)多個(gè)節(jié)能裝置實(shí)現(xiàn)電能回饋。本發(fā)明是通過實(shí)施例進(jìn)行描述的，本領(lǐng)域技術(shù)人員知悉，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對(duì)這些特征和實(shí)施例進(jìn)行各種改變或等效替換。另外，在本發(fā)明的教導(dǎo)下，可以對(duì)這些特征和實(shí)施例進(jìn)行修改以適應(yīng)具體的情況及材料而不會(huì)脫離本發(fā)明的精神和范圍。因此，本發(fā)明不受此處所公開的具體實(shí)施例的限制，所有落入本申請(qǐng)的權(quán)利要求范圍內(nèi)的實(shí)施例都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種可自并聯(lián)向電網(wǎng)回饋電能的節(jié)能裝置，其特征在于，采用直流母線電壓控制環(huán)和回饋電流控制環(huán)的雙閉環(huán)控制，根據(jù)直流母線電壓控制環(huán)的輸出調(diào)整回饋電流的大小。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可自并聯(lián)向電網(wǎng)回饋電能的節(jié)能裝置，其特征在于，包括 檢測(cè)變頻器直流母線的電壓，并將檢測(cè)到的電壓送入第一比較器的直流母線電壓檢測(cè)單元； 與直流母線電壓檢測(cè)單元連接，將來(lái)自于直流母線電壓檢測(cè)單元的電壓與給定電壓值做比較判定，大于給定電壓值時(shí)，向交流接觸器發(fā)出接入電網(wǎng)信號(hào)，同時(shí)將比較后的差值發(fā)送至直流母線信號(hào)采集單元的第一比較器； 與第一比較器連接，對(duì)比較后的差值進(jìn)行放大比較，生成高頻PWM波形并送入第二比較器的直流母線信號(hào)采集單元； 與直流母線信號(hào)采集單元和電網(wǎng)信號(hào)采集單元連接，將電網(wǎng)信號(hào)采集單元采集到的電網(wǎng)電壓信號(hào)和來(lái)自于直流母線信號(hào)采集單元的電壓信號(hào)做比較，形成相位與電網(wǎng)電壓相同，幅值與直流電壓控制電路輸出信號(hào)成正比的三相電流給定波形的第二比較器； 與第二比較器和輸出電流信號(hào)采集單元連接，將來(lái)自于第二比較器的三相電流給定波形與輸出電流反饋信號(hào)采集單元采集到的電流反饋信號(hào)做比較，生成PWM波形的第三比較器； 與第三比較器連接，驅(qū)動(dòng)逆變單元工作的驅(qū)動(dòng)電路； 與驅(qū)動(dòng)電流連接，實(shí)現(xiàn)能量向電網(wǎng)回饋的逆變單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可自并聯(lián)向電網(wǎng)回饋電能的節(jié)能裝置，其特征在干，給定電壓值通過可調(diào)電阻進(jìn)行設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可自并聯(lián)向電網(wǎng)回饋電能的節(jié)能裝置，其特征在于，回饋電流控制環(huán)采用高頻斬波控制方式。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可自并聯(lián)向電網(wǎng)回饋電能的節(jié)能裝置，其特征在干，直流母線信號(hào)采集單元為P調(diào)節(jié)器，直流母線電壓控制環(huán)采用P調(diào)節(jié)器控制方式。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的可自并聯(lián)向電網(wǎng)回饋電能的節(jié)能裝置，其特征在于，第三比較器為滯環(huán)比較器。
7.ー種可自并聯(lián)向電網(wǎng)回饋電能的節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于，小功率場(chǎng)合下，在電網(wǎng)和一臺(tái)或多臺(tái)變頻器之間連接一個(gè)權(quán)利要求I所述的節(jié)能裝置；大功率場(chǎng)合下，在電網(wǎng)和一臺(tái)或多臺(tái)變頻器之間并聯(lián)兩個(gè)以上權(quán)利要求I所述的節(jié)能裝置。
8.一種可自并聯(lián)向電網(wǎng)回饋電能的節(jié)能方法，其特征在于，包括如下步驟 .51、電壓檢測(cè)單元檢測(cè)變頻器直流母線的電壓，當(dāng)檢測(cè)到故障時(shí)，執(zhí)行步驟S9;若未檢測(cè)到故障，將檢測(cè)到的電壓送入第一比較器與給定電壓值做比較判定，檢測(cè)到的電壓大于給定電壓時(shí)，執(zhí)行步驟S2 ； . 52、第一比較器向交流接觸器發(fā)出接入電網(wǎng)信號(hào)，同時(shí)將比較后的差值發(fā)送至直流母線信號(hào)采集單元； . 53、直流母線信號(hào)采集單元對(duì)比較后的差值進(jìn)行放大比較，生成高頻PWM波形，完成直流母線信號(hào)采集后，將采集到的直流母線信號(hào)發(fā)送至第二比較器；. . 54、電網(wǎng)信號(hào)采集單元通過對(duì)電網(wǎng)電壓做電壓互感降壓、濾波、光耦隔離、信號(hào)放大處理，得到控制輸出的第一同步信號(hào)，完成電網(wǎng)電壓信號(hào)采集后，將采集到的電網(wǎng)電壓信號(hào)發(fā)送至第二比較器和逆變單元； S5、第二比較器對(duì)接收到的直流母線信號(hào)和電網(wǎng)電壓信號(hào)做比較處理，形成相位與電網(wǎng)電壓相同，幅值與直流電壓控制電路輸出信號(hào)成正比的三相電流給定波形，然后將所形成的三相電流給定波形發(fā)送至第三比較器； S6、輸出電流反饋信號(hào)采集單元對(duì)反饋輸出的三相電流做電流互感降流、濾波、光耦隔離、信號(hào)放大處理，得到控制輸出的第二同步信號(hào)，完成電流反饋信號(hào)采集后，將采集到的電流反饋信號(hào)發(fā)送至第三比較器； S7、第三比較器對(duì)接收 到的三相電流給定波形與電流反饋信號(hào)做比較運(yùn)算，生成PWM波形，并將所生成的PWM波形發(fā)送至驅(qū)動(dòng)電路； S8、驅(qū)動(dòng)電路對(duì)來(lái)自電網(wǎng)信號(hào)采集單元的電網(wǎng)電壓信號(hào)做比較處理，生成同步方波信號(hào)，并將生成的同步方波信號(hào)與來(lái)自第三比較器的PWM波形進(jìn)行運(yùn)算，生成各項(xiàng)開關(guān)管的開關(guān)信號(hào)驅(qū)動(dòng)逆變單元執(zhí)行能量回饋； S9、輸出故障信號(hào)，同時(shí)切斷裝置接入電源，啟動(dòng)備用制動(dòng)電阻。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可自并聯(lián)向電網(wǎng)回饋電能的節(jié)能裝置，該裝置采用直流母線電壓控制環(huán)和回饋電流控制環(huán)的雙閉環(huán)控制，根據(jù)直流母線電壓控制環(huán)的輸出調(diào)整回饋電流的大小。本發(fā)明還提供一種可自并聯(lián)向電網(wǎng)回饋電能的節(jié)能方法。實(shí)施本發(fā)明的節(jié)能裝置和方法，具有以下有益效果1、采用直流母線電壓控制環(huán)和回饋電流控制環(huán)的雙閉環(huán)控制，根據(jù)直流母線電壓控制環(huán)的輸出調(diào)整回饋電流的大小，從而保證在向電網(wǎng)回饋電能時(shí)不對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生任何影響；2、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用組合靈活在小功率場(chǎng)合下，可采用在電網(wǎng)和一臺(tái)或多臺(tái)變頻器之間連接一個(gè)節(jié)能裝置實(shí)現(xiàn)電能回饋；在大功率場(chǎng)合下，可采用在電網(wǎng)和一臺(tái)或多臺(tái)變頻器之間并聯(lián)多個(gè)節(jié)能裝置實(shí)現(xiàn)電能回饋。
文檔編號(hào)H02J3/38GK102684226SQ20121017489
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月30日
發(fā)明者滕波 申請(qǐng)人:大連美恒電氣有限公司