專利名稱：一種具有能量回饋功能的級聯(lián)型高壓變頻器調速系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種高壓變頻器調速系統(tǒng)，尤其涉及一種具有能量回饋功能的級聯(lián)型高壓變頻器調速系統(tǒng)。
背景技術：
對于級聯(lián)型高壓變頻器調速系統(tǒng)，很多場合需要快速制動，或將負載的能量回饋電網，對于采用二極管整流的變頻器在這種條件下由于整流橋的單向導通特性，在這種條件下功率單元中的電解電容會被充電，導致直流母線升高而引起變頻器保護動作。為了解決該問題，一般的做法是采用四象限設計，即每個功率模塊的輸入側采用可控開關，可以實現(xiàn)能量雙向流動。但這種方案中，每個功率模塊設計復雜，由于數量眾多，可靠性大大降低，采用全功率的可控器件使得成本升高。還有采用在功率模塊中增加制動電阻的方式，雖然能夠有效減少制動時間，但是能量通過熱量消耗，不利于節(jié)能。

實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種具有能量回饋功能的級聯(lián)型高壓變頻器調速系統(tǒng)，可以不改動高壓變頻器本身結構，又能達到能量回饋電網的目的，有效降低降速時間，解決現(xiàn)有技術存在的缺憾。本實用新型采用如下技術方案實現(xiàn)一種具有能量回饋功能的級聯(lián)型高壓變頻器調速系統(tǒng)，系統(tǒng)中高壓變頻器的逆變裝置通過移相變壓器與高壓變頻器的工頻電源相連，驅動電動機運行，其特征在于，所述逆變裝置與一能量回饋裝置相并聯(lián)，當變頻器拖動電動機降速時若檢測到充電現(xiàn)象，則通知所述能量回饋裝置進行逆變，將負載慣性的能量送回電網。進一步的，所述能量回饋裝置內設置有并聯(lián)在一起的三相逆變橋、直流母線電容和二極管整流裝置，其中三相逆變橋通過電感與移相變壓器的二次繞組相連，所述二極管整流裝置通過變壓器與電動機相連。進一步的，所述二極管整流裝置和變壓器之間設置有開關。進一步的，所述二極管整流裝置與開關器件并聯(lián)并串接一個電感形成BOOST電路。進一步的，所述能量回饋裝置內并聯(lián)有多個可控開關器件。進一步的，所述逆變裝置內包括多個串聯(lián)形成的功率模塊，所述功率模塊由并聯(lián)在一起的三相整流橋、直流濾波電容和IGBT模塊構成。本實用新型具備的有益技術效果是在現(xiàn)有的變頻調速系統(tǒng)的基礎之上并聯(lián)一套能量回饋裝置，在變頻器正常工作時，該裝置不工作或進行諧波補償；在需要快速制動或能量回饋時，啟動該裝置，與變頻器協(xié)調工作將需要回饋的能量回饋到電網，在不改動高壓變頻器本身結構的前提下，又能達至J能量回饋電網和進行諧波補償的目的。
圖1是本實用新型第一實施例的電路結構框圖。圖2是本實用新型第二實施例的電路結構框圖。圖3是本實用新型第三實施例的電路結構框圖。圖4是本實用新型第四實施例的電路結構框圖。
具體實施方式
通過下面對實施例的描述，將更加有助于公眾理解本實用新型，但不能也不應當將申請人所給出的具體的實施例視為對本實用新型技術方案的限制，任何對部件或技術特征的定義進行改變和/或對整體結構作形式的而非實質的變換都應視為本實用新型的技術方案所限定的保護范圍。如圖1所示本實用新型第一實施例，級聯(lián)型高壓變頻器調速系統(tǒng)中高壓變頻器的逆變裝置3通過移相變壓器2與高壓變頻器的工頻電源I相連，驅動電動機4運行，逆變裝置3與一能量回饋裝置相6并聯(lián)，當變頻器拖動電動機4降速時若檢測到充電現(xiàn)象，則通知能量回饋裝置6進行逆變，將負載慣性的能量送回電網。作為優(yōu)選，能量回饋裝置6內設置有并聯(lián)在一起的三相逆變橋61、直流母線電容63和二極管整流裝置62，其中三相逆變橋61通過電感與移相變壓器的二次繞組21相連，二極管整流裝置通過變壓器5與電動機4相連。逆變裝置3內包括多個串聯(lián)形成的功率模塊31，功率模塊31由并聯(lián)在一起的三相整流橋 311、直流濾波電容 312 和 IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor,絕緣柵雙極型晶體管)模塊313構成。能量回饋裝置的工作原理如下正常工作時由變頻器的逆變裝置3向電動機4提供能量，驅動電動機4運行，能量回饋裝置6此時不工作，或使三相逆變橋61工作在諧波補償方式，降低變頻器工作時在電源側產生的諧波。當變頻器需要快速拖動電動機降速時，由于負載的慣性，電動機4的轉子磁鏈可能會快于定子磁鏈，此時電動機變?yōu)榘l(fā)電機，負載慣性產生的機械能通過電動機轉換為電能向變頻器充電。變頻器一旦檢測到有充電現(xiàn)象，立即通知能量回饋裝置6進行逆變，將負載慣性的能量通過變壓器繞組送回電網，變頻器此時僅工作在勵磁狀態(tài)，不向負載提供轉矩電流。能量回饋裝置6向電動機提供制動轉矩，使電動機快速的降速。當降速過程完成后，變頻器通知能量回饋裝置6退出工作狀態(tài)。下面進一步詳述變頻器能量回饋的流程變頻器完成充電后，驅動電動機升速至工作轉速，在此期間變頻器通過通訊裝置告知能量回饋裝置6不工作或工作在諧波補償方式，降低變頻器輸入側的諧波；變頻器接收到降速指令后，通過通訊裝置告知能量回饋裝置6準備進入工作狀態(tài)；變頻器檢測電動機的電流，經過坐標變換計算勵磁電流和轉矩電流，控制輸出電壓的相位使轉矩電流為零；變頻器根據運行頻率和輸出電壓，實時計算能量回饋裝置所需的直流母線電壓值，并告知能量回饋裝置；能量回饋裝置在收到運行命令和直流母線電壓指令值后，61按照指令進行逆變，使直流母線穩(wěn)定在指令值，此時負載的慣性能量通過能量回饋裝置的逆變送回電網；當負載的轉速降到所需值或能量回饋裝置的直流母線電壓低于逆變所需的最低電壓后，能量回饋裝置停止工作。綜上所述，能量回饋裝置與變頻器協(xié)調工作，將需要回饋的能量回饋到電網，在不改動高壓變頻器本身結構的前提下，又能達到能量回饋電網和進行諧波補償的目的。在第一實施例的基礎之上，還可對能量回饋裝置作進一步的改進如圖2所示本實用新型第二實施例，二極管整流裝置62和變壓器5之間設置開關7，作用是避免在高頻時能量回饋裝置電壓過高，本實施例的其余部分與第一實施例相同，故在此不贅述。如圖3所示本實用新型第三實施例，二極管整流裝置62與開關器件63并聯(lián)并串接一個電感64形成BOOST電路，BOOST電路的作用是避免在低頻時能量不能回饋到電網，本實施例的其余部分與第一實施例無異，故在此不贅述。當然，本實施例還可以與第二實施例相結合以形成具有更多功能的技術方案。如圖4所示本實用新型第四實施例，能量回饋裝置6內并聯(lián)有多個可控開關器件。本實施例的其余部分與第一實施例無異，故在此不贅述。當然，本實施例還可以與第二、三實施例相結合以形成具有更多功能的技術方案。當然，本實用新型還可以有其他多種實施例，在不背離本實用新型精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員可以根據本實用新型做出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬于本實用新型所附的權利要求的保護范圍。
權利要求1.一種具有能量回饋功能的級聯(lián)型高壓變頻器調速系統(tǒng)，系統(tǒng)中高壓變頻器的逆變裝置通過移相變壓器與高壓變頻器的工頻電源相連，驅動電動機運行，其特征在于，所述逆變裝置與一能量回饋裝置相并聯(lián)，當變頻器拖動電動機降速時若檢測到充電現(xiàn)象，則通知所述能量回饋裝置進行逆變，將負載慣性的能量送回電網。
2.根據權利要求1所述的具有能量回饋功能的級聯(lián)型高壓變頻器調速系統(tǒng)，其特征在于，所述能量回饋裝置內設置有并聯(lián)在一起的三相逆變橋、直流母線電容和二極管整流裝置，其中三相逆變橋通過電感與移相變壓器的二次繞組相連，所述二極管整流裝置通過變壓器與電動機相連。
3.根據權利要求2所述的具有能量回饋功能的級聯(lián)型高壓變頻器調速系統(tǒng)，其特征在于，所述二極管整流裝置和變壓器之間設置有開關。
4.根據權利要求2所述的具有能量回饋功能的級聯(lián)型高壓變頻器調速系統(tǒng)，其特征在于，所述二極管整流裝置與開關器件并聯(lián)并串接一個電感形成BOOST電路。
5.根據權利要求1所述的具有能量回饋功能的級聯(lián)型高壓變頻器調速系統(tǒng)，其特征在于，所述能量回饋裝置內并聯(lián)有多個可控開關器件。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的具有能量回饋功能的級聯(lián)型高壓變頻器調速系統(tǒng)，其特征在于，所述逆變裝置內包括多個串聯(lián)形成的功率模塊，所述功率模塊由并聯(lián)在一起的三相整流橋、直流濾波電容和IGBT模塊構成。
專利摘要本實用新型公開了一種具有能量回饋功能的級聯(lián)型高壓變頻器調速系統(tǒng)，系統(tǒng)中高壓變頻器的逆變裝置通過移相變壓器與高壓變頻器的工頻電源相連，驅動電動機運行，所述逆變裝置與一能量回饋裝置相并聯(lián)，當變頻器拖動電動機降速時若檢測到充電現(xiàn)象，則通知所述能量回饋裝置進行逆變，將負載慣性的能量送回電網。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具備的有益技術效果是在現(xiàn)有的變頻調速系統(tǒng)的基礎之上并聯(lián)一套能量回饋裝置，在變頻器正常工作時，該裝置不工作或進行諧波補償；在需要快速制動或能量回饋時，啟動該裝置，與變頻器協(xié)調工作將需要回饋的能量回饋到電網，在不改動高壓變頻器本身結構的前提下，又能達到能量回饋電網和進行諧波補償的目的。
文檔編號H02P27/06GK202841050SQ20122056999
公開日2013年3月27日 申請日期2012年11月1日 優(yōu)先權日2012年11月1日
發(fā)明者賴成毅, 唐斌, 梁之龍 申請人:東方日立(成都)電控設備有限公司