本實(shí)用新型涉及能量回饋?zhàn)冾l器，詳細(xì)講是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉，使用壽命長(zhǎng)，變頻器內(nèi)部設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易，能耗小的能量回饋?zhàn)冾l器的主電路。

背景技術(shù)：

我們知道，隨著科技的發(fā)展、變頻器技術(shù)的成熟，變頻器已成為工業(yè)生產(chǎn)制造、冶金、石化及電力等各個(gè)行業(yè)不可或缺的產(chǎn)品，尤其是能量回饋?zhàn)冾l器得到了廣泛的應(yīng)用。

國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局公開(kāi)了一件2012年6月30日申請(qǐng)的名稱為：一體化控制的能量回饋?zhàn)冾l器控制方法、申請(qǐng)?zhí)枮椋?01210221587.X的發(fā)明專利申請(qǐng)，其公開(kāi)了一種成本低、充分發(fā)揮器件性能、變頻器尺寸小的能量回饋?zhàn)冾l器主電路；其具體結(jié)構(gòu)如下：能量回饋?zhàn)冾l器的主電路結(jié)構(gòu)包括整流電路、濾波電路和逆變電路；其中整流電路為IGBT構(gòu)成的三相整流橋，整流電路的前端設(shè)有一個(gè)輸入電抗器；逆變電路為IGBT構(gòu)成的三相逆變橋；濾波電路設(shè)置在整流電路和逆變電路之間，濾波電路由兩個(gè)電容組C1、C2串聯(lián)組成，每個(gè)電容組都是由一個(gè)或多個(gè)電解電容器并聯(lián)而成。變頻器工作過(guò)程中，若直流母線電壓低于預(yù)先設(shè)定的閾值，整流電路將電網(wǎng)側(cè)的三相交流電進(jìn)行整流得到直流電，逆變電路將整流電路得到的直流電進(jìn)行逆變得到交流電供給電機(jī)，電機(jī)處于拖動(dòng)狀態(tài)；當(dāng)電機(jī)處于減速時(shí)，電機(jī)產(chǎn)生的能量通過(guò)逆變電路傳輸?shù)侥妇€上，此時(shí)若直流母線電壓高于預(yù)先設(shè)定值，整流電路將能量反饋到電網(wǎng)。

因?yàn)橐话愠Ｓ玫碾娊怆娙菽蛪褐禐橹绷麟妷?50V，而三相交流電電源電壓交流380V，經(jīng)過(guò)全波整流后，直流電壓的峰值能達(dá)到537V，平均值也有513V；所以，考慮容量和濾波效果，濾波電路一般都是先將若干電解電容并聯(lián)成一組，然后再將兩組電容器串聯(lián)；由于每個(gè)電容器的容量不可能相同，尤其是電解電容，電容量離散性大；若干個(gè)并聯(lián)后，兩組電容器容量差異較大；串聯(lián)后，兩組電容器電壓分配不均衡，導(dǎo)致兩組電容器壽命不一致；使得現(xiàn)有的能量回饋?zhàn)冾l器的使用壽命短。

在使用過(guò)程中，當(dāng)將變頻器與電源連接的接觸器斷開(kāi)或閉合的時(shí)候易產(chǎn)生極高的電壓，高壓使濾波電容產(chǎn)生很大的瞬間充電電流，過(guò)大的電流會(huì)燒壞整流橋二極管。為了克服上述缺陷，有文件公開(kāi)了在變頻器主電路的直流母線上安裝限制預(yù)充電電流的預(yù)充電電阻，其會(huì)給變頻器內(nèi)部設(shè)計(jì)帶來(lái)很大影響，不利于布局設(shè)計(jì)，電路走線復(fù)雜，銅排較長(zhǎng)，正負(fù)銅排的分布電感增加，且預(yù)充電電阻增加了變頻器的能耗。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉，使用壽命長(zhǎng)，變頻器內(nèi)部設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易，能耗小的能量回饋?zhàn)冾l器的主電路。

本實(shí)用新型解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足所采用的技術(shù)方案是：

一種能量回饋?zhàn)冾l器的主電路，包括整流電路、濾波電路和逆變電路；其中整流電路為IGBT構(gòu)成的三相整流橋，整流電路的前端設(shè)有輸入電抗器；逆變電路為IGBT構(gòu)成的三相逆變橋；濾波電路設(shè)置在整流電路和逆變電路之間，濾波電路由兩個(gè)電容C1、C2串聯(lián)組成；其特征在于：所述的濾波電路的兩個(gè)電容C1、C2分別并聯(lián)有均壓電阻R3、R4；輸入電抗器與三相整流橋間設(shè)有接觸器，輸入電抗器的兩相輸出端和三相整流橋的兩相輸入端分別與接觸器的兩個(gè)常開(kāi)觸點(diǎn)相連；所述接觸器的兩個(gè)常開(kāi)觸點(diǎn)并聯(lián)有預(yù)充電電阻，所述接觸器的電源回路上設(shè)有電控開(kāi)關(guān)。

本發(fā)明中所述的電控開(kāi)關(guān)為繼電器。繼電器的兩個(gè)觸點(diǎn)串接在電源回路上。

本發(fā)明中所說(shuō)的電容C1和C2分別為由至少兩個(gè)電解電容器并聯(lián)而成的電容組。

本發(fā)明中所述的輸入電抗器前端設(shè)有三相間跨接的三個(gè)電容，所述的三個(gè)電容與輸入電抗器組成LC濾波器。輸入電抗器能抑制浪涌電壓電流，改善功率因數(shù)，防止諧波干擾，改善電網(wǎng)質(zhì)量，保護(hù)變頻器，延長(zhǎng)使用壽命。三個(gè)電容也能提高功率因數(shù)，尤其是三相電路中接有電感性負(fù)載時(shí)，會(huì)使電路有功功率降低。因?yàn)殡娏髋c電壓之間有相位差，并入電容后可以很大程度上減小二者的相位差，提高有功功率。電容器會(huì)產(chǎn)生電容性無(wú)功，其相位與電感性無(wú)功相位正好相反180度，可以互相抵消。

本發(fā)明中所述的逆變電路的后端設(shè)有輸出電抗器。先經(jīng)過(guò)輸出電抗器，再接設(shè)備。輸出電抗器有效抑制變頻器的IGBT模塊開(kāi)關(guān)時(shí)產(chǎn)生的瞬間高壓，有效地削弱輸出電流中的高次諧波成分，降低電機(jī)的噪音，降低渦流損耗， 保護(hù)變頻器內(nèi)部的功率開(kāi)關(guān)器件，延長(zhǎng)電機(jī)的使用壽命。

工作時(shí)，將本發(fā)明的主電路經(jīng)接觸器與交流電源相連，在接觸器關(guān)閉、上電的瞬間產(chǎn)生高壓時(shí)，預(yù)充電電阻限制了濾波電容的充電電流，保護(hù)了整流橋；在交流電流經(jīng)預(yù)充電電阻R1、R2，經(jīng)過(guò)整流橋變成直流電壓，給電容器組充電后，待整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定后，主控板發(fā)出控制信號(hào)，控制繼電器吸合，把預(yù)充電電阻給短路掉；并且本發(fā)明的主電路有利于變頻器內(nèi)部的布局設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化了電路走線、縮短銅排，減少正負(fù)銅排的分布電感，降低損耗。由于濾波電路的兩個(gè)電容C1、C2分別并聯(lián)有阻值相同的均壓電阻R3、R4，電阻的阻值一般都比較精準(zhǔn)，能使兩個(gè)電容C1、C2的電壓分配均衡，保證均壓效果，延長(zhǎng)電容使用時(shí)間，從而延長(zhǎng)能量回饋?zhàn)冾l器的使用壽命。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示的能量回饋?zhàn)冾l器的主電路，包括整流電路1、濾波電路2和逆變電路3；其中整流電路為IGBT構(gòu)成的三相整流橋，整流電路的前端設(shè)有輸入電抗器6，輸入電抗器6是在三相整流橋的三相輸入端（電網(wǎng)側(cè)）分別設(shè)有整流電感；逆變電路3為IGBT構(gòu)成的三相逆變橋；濾波電路2設(shè)置在整流電路1和逆變電路3之間，濾波電路2由兩個(gè)電容C1、C2串聯(lián)組成；所述的電容C1和C2分別為由至少兩個(gè)電解電容器并聯(lián)而成的電容組。本發(fā)明的特點(diǎn)在于：所述的濾波電路的兩個(gè)電容C1、C2分別并聯(lián)有阻值相同的均壓電阻R3、R4；輸入電抗器6與三相整流橋間設(shè)有接觸器7，輸入電抗器的兩相輸出端和三相整流橋的兩相輸入端分別與接觸器7的兩組常開(kāi)觸點(diǎn)相連；即：接觸器7的兩組常開(kāi)觸點(diǎn)分別串接在輸入電抗器的第一相輸出端與三相整流橋的第一相輸入端間和輸入電抗器的第二相輸出端與三相整流橋的第二相輸入端間。具體為：輸入電抗器的第一相輸出端與接觸器的一組常開(kāi)觸點(diǎn)的一端相連，常開(kāi)觸點(diǎn)的另一端與三相整流橋的第一相輸入端相連，輸入電抗器的第二相輸出端與接觸器的另一組常開(kāi)觸點(diǎn)的一端相連、常開(kāi)觸點(diǎn)的另一端與三相整流橋的第二相輸入端相連。所述接觸器7的兩組常開(kāi)觸點(diǎn)上并聯(lián)有預(yù)充電電阻，所述接觸器的電源回路與繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)相連。從圖中可以看出，所述的接觸器的電源回路與繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)相連的具體結(jié)構(gòu)為：接觸器線圈的一端經(jīng)電控開(kāi)關(guān)與三相電源中的一相相連、另一端與三相電源中的另一相相連；所述的電控開(kāi)關(guān)為繼電器8，接觸器的電源回路與繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)相連。

本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)，所述的輸入電抗器6前端（輸入端）設(shè)有三相間跨接的三個(gè)電容，即：三個(gè)電容中的第一個(gè)電容的一端與第一相電源線相連、第二個(gè)電容的一端與第二相電源線相連、第三個(gè)電容的一端與第三相電源線相連，第一個(gè)電容、第二個(gè)電容和第三個(gè)電容的另一端相連。所述的三個(gè)電容與輸入電抗器組成LC濾波器5。輸入電抗器能抑制浪涌電壓電流，改善功率因數(shù)，防止諧波干擾，改善電網(wǎng)質(zhì)量，保護(hù)變頻器，延長(zhǎng)使用壽命。三個(gè)電容也能提高功率因數(shù)，尤其是三相電路中接有電感性負(fù)載時(shí)，會(huì)使電路有功功率降低。因?yàn)殡娏髋c電壓之間有相位差，并入電容后可以很大程度上減小二者的相位差，提高有功功率。電容器會(huì)產(chǎn)生電容性無(wú)功，其相位與電感性無(wú)功相位正好相反180度，可以互相抵消。

本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)，所述的逆變電路的后端（輸出端）設(shè)有輸出電抗器4。先經(jīng)過(guò)輸出電抗器，再接設(shè)備；輸出電抗器有效抑制變頻器的IGBT模塊開(kāi)關(guān)時(shí)產(chǎn)生的瞬間高壓，有效地削弱輸出電流中的高次諧波成分，降低電機(jī)的噪音，降低渦流損耗， 保護(hù)變頻器內(nèi)部的功率開(kāi)關(guān)器件，延長(zhǎng)電機(jī)的使用壽命。

工作時(shí)，將本發(fā)明的主電路經(jīng)接觸器與交流電源（電網(wǎng)）相連，在接觸器關(guān)閉、上電的瞬間產(chǎn)生高壓時(shí)，預(yù)充電電阻限制了濾波電容的充電電流，保護(hù)了整流橋；在交流電流經(jīng)預(yù)充電電阻R1、R2，經(jīng)過(guò)整流橋變成直流電壓，給電容器組充電后，待整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定后，主控板發(fā)出信號(hào)，控制繼電器吸合，把預(yù)充電電阻給短路掉；并且本發(fā)明的主電路有利于變頻器內(nèi)部的布局設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化了電路走線、縮短銅排，減少正負(fù)銅排的分布電感，降低損耗。由于濾波電路的兩個(gè)電容C1、C2分別并聯(lián)有阻值相同的均壓電阻R3、R4，電阻的阻值一般比較精準(zhǔn)，能使兩個(gè)電容C1、C2的電壓分配均衡，保證均壓效果，延長(zhǎng)電容使用時(shí)間，從而延長(zhǎng)能量回饋?zhàn)冾l器的使用壽命。