基于斬波器作電源補償?shù)碾姍C變頻器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于斬波器作電源補償?shù)碾姍C變頻器，它包括：用于在交流輸入端起到保護作用的第一保護電路；用于將交流電整流成直流電的整流電路；用于對整流后的直流電進行濾波處理的濾波電路；用于將整流后的直流電進行逆變處理，以轉變成頻率可調的交流電的逆變電路；用于在直流輸入端起到保護作用的第二保護電路；用于將外部直流電源的直流電壓調整至逆變電路需要的直流斬波器；用于采樣并計算整流電路、逆變電路和直流斬波器的輸出端的輸出功率，通過對比逆變電路輸出功率與整流電路的輸出功率，以實現(xiàn)控制直流斬波器運行的控制單元。
【專利說明】
基于斬波器作電源補償?shù)碾姍C變頻器
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種變頻器，具體來說，涉及一種使用斬波器作電源補償?shù)淖冾l器，可以在變頻器輸入電源不足的情況下使用備用或是輔助電源給變頻器直流側供電，甚至可以通過直流微電網進行供電，以達到輸出功率要求的基于斬波器作電源補償?shù)碾姍C變頻器。
【背景技術】
[0002]變頻器作為一種高效調節(jié)電機運轉的電力電子設備已經在各個行業(yè)得到了廣泛的應用，當電機負載突然增大時(例如起重機加速提升時)如果變頻器的整流部分輸入側電源功率不足，可能會導致變頻器內部直流電壓下降，達不到生產所需的輸出功率。
[0003]隨著不可再生能源儲備日益減少，可再生能源如風能，太陽能受到的關注度越來越高，但是由于其特性，目前沒有得到大規(guī)模的應用，在將來可能會形成由可再生能源的微型電網對現(xiàn)有電網進行補充，如何高效利用微型電網也將成為電力企業(yè)亟待解決的問題。

【發(fā)明內容】

[0004]針對以上的不足，本發(fā)明提供了一種使用斬波器作電源補償?shù)淖冾l器，可以在變頻器輸入電源不足的情況下使用備用或是輔助電源給變頻器直流側供電，甚至可以通過直流微電網進行供電，以達到輸出功率要求的基于斬波器作電源補償?shù)碾姍C變頻器，它包括整流電路和逆變電路，所述整流電路用于將外接交流電整流成直流電，所述逆變電路將整流后的直流電進行逆變處理，以將直流電轉變成頻率可調節(jié)的交流電，其特征在于，還包括直流斬波器和控制單元，所述直流斬波器電氣連接在逆變電路的輸入端與外部直流電源之間，以將外部直流電源的直流電壓調整至逆變電路需要的電壓值，所述控制單元負責監(jiān)控整流電路、逆變電路和直流斬波器，以控制直流斬波器的動作。
[0005]為了進一步實現(xiàn)本發(fā)明，所述整流電路的輸出端電氣連接有濾波電路。
[0006]為了進一步實現(xiàn)本發(fā)明，所述濾波電路為電容Cl，電容Cl兩端分別電氣連接在整流電路的輸出端的正負極。
[0007]為了進一步實現(xiàn)本發(fā)明，所述主電源輸入單元包括R、S和T三個輸出端，主電源輸入單元與整流電路之間設置有第一保護電路。
[0008]為了進一步實現(xiàn)本發(fā)明，所述第一保護電路包括熔斷器F1-F3，熔斷器F1-F3分別設置在主電源輸入單元的三個輸出端。
[0009]為了進一步實現(xiàn)本發(fā)明，所述整流電路2包括6個IGBT單元，每相2個IGBT單元構成整流部分，每相整流部分的輸入端電氣連接至主電源輸入單元的I個輸出端，每相整流部分的其中一個IGBT單元的輸出端作為直流電的P端，每相整流部分的另外一個IGBT單元的輸出端作為直流電的N端。
[0010]為了進一步實現(xiàn)本發(fā)明，所述逆變電路包括6個IGBT單元，每相2個IGBT單元構成逆變部分，每相逆變部分的輸出端電氣連接至電機，每相逆變部分的輸入端電氣連接整流電路的輸出端。
[0011]為了進一步實現(xiàn)本發(fā)明，所述直流斬波器與逆變電路之間還設置有電流抑制電路，所述電流抑制電路采用直流電抗器LI實現(xiàn)，直流電抗器LI的一端電氣連接直流斬波器，其另一端連接直流電的P極。
[0012]為了進一步實現(xiàn)本發(fā)明，所述外部直流電源輸入單元與直流斬波器之間設置有第二保護電路，所述第二保護電路包括熔斷器F4，熔斷器F4電氣連接在外部直流電源輸入單元與直流斬波器之間。
[0013]為了進一步實現(xiàn)本發(fā)明，所述控制單元一方面分別采樣并計算整流電路、逆變電路和直流斬波器的輸出端的輸出功率，另一方面，對比逆變電路的輸出功率和整流電路的輸出功率，如果整流電路輸出功率不足時，控制直流斬波器運行，對不足的功率部分進行補償；當外部直流電源有富余的電能，控制單元降低整流電路的輸出功率，提高直流斬波器的輸出功率。
[0014]本發(fā)明的有益效果:
[0015]1、本發(fā)明的控制單元對比逆變電路的輸出功率和整流電路的輸出功率，當整流電路輸出功率不足時，控制直流斬波器運行，對不足的功率部分進行補償，當外部直流電源有富余的電能時，可通過控制單元適當降低整流電路的輸出功率，提高直流斬波器的輸出功率，以達到合理利用能源的目的；另外，避免電機因為市電的不穩(wěn)定性而非正常工作，而從影響負載的正常工作。
[0016]2、本發(fā)明通過濾波電路和電流抑制電路的設計，可以提高供電品質和穩(wěn)定性。
[0017]3、本發(fā)明通過第一保護電路和第二保護電路的設計，可以對變頻器及其內部電路起到保護的作用。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的基于斬波器作電源補償?shù)碾姍C變頻器的電路示意圖；
[0019]圖2為本發(fā)明的控制單元的控制原理示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖對本發(fā)明進行進一步闡述，其中，本發(fā)明的方向以圖1為標準。
[0021]如圖1和圖2所示，本發(fā)明的基于斬波器作電源補償?shù)碾姍C變頻器包括整流電路2、濾波電路3、逆變電路4、直流斬波器5、電流抑制電路6、第一保護電路8、第二保護電路9和控制單元10，其中:
[0022]主電源輸入單元I用于連接三相電源(市電)，以給電機11提供工作電壓，主電源輸入單元I包括R、S和T三個輸出端。
[0023]整流電路2用于對主電源輸入單元I接入的交流電進行整流處理，以將交流電整流成直流電，整流電路2包括6個IGBT單元，S卩IGBT1-1GBT6，每相2個IGBT單元構成整流部分，每相整流部分的輸入端電氣連接至主電源輸入單元I的I個輸出端(每相)，每相整流部分的其中一個IGBT單元的輸出端作為直流電的P端(負極)，每相整流部分的另外一個IGBT單元的輸出端作為直流電的N端(正極)。
[0024]濾波電路3用于對整流電路2整流后的直流電進行濾波處理，以減少直流波紋電壓，濾波電路3為電容Cl，電容Cl電氣連接在整流電路2的輸出端(直流電的P端與直流電的N端之間)。
[0025]逆變電路4用于將對整流電路2整流后的直流電進行逆變處理，以將直流電轉變成頻率可調節(jié)的交流電，最終輸出到電機11。逆變電路4包括6個1681'單元，8卩168了7-168112，每相2個IGBT單元構成逆變部分，每相逆變部分的輸出端電氣連接至電機8，每相逆變部分的輸入端電氣連接整流電路2的輸出端。
[0026]直流斬波器5的輸出端電氣連接逆變電路4的輸入端，直流斬波器5的輸入端電氣連接外部直流電源輸入單元6，以將外部直流電源的直流電壓調整至逆變電路4需要的電壓值。
[0027]電流抑制電路6電氣連接在直流斬波器5與逆變電路4之間，以抑制直流斬波器5輸出的直流波紋電流，電流抑制電路6采用直流電抗器LI實現(xiàn)，直流電抗器LI的一端電氣連接直流斬波器5，其另一端連接直流電的P極。
[0028]外部直流電源輸入單元7電氣連接在外部直流電源與直流斬波器5之間，以接入外部直流電源。
[0029]第一保護電路8包括熔斷器F1-F3，熔斷器F1-F3分別設置在主電源輸入單元I的R、S和T三個輸出端，以防止接入主電源輸入單元I接入的電流過大，從而實現(xiàn)對變頻器起到保護的作用。
[0030]第二保護電路9包括熔斷器F4，熔斷器F4電氣連接在外部直流電源輸入單元7與直流斬波器5之間，以防止外部直流電源輸入單元7接入的電流過大，從而實現(xiàn)對直流斬波器5和變頻器起到保護的作用。
[0031]控制單元10負責監(jiān)控整流電路2、逆變電路4和直流斬波器5，一方面采樣并計算整流電路2、逆變電路4和直流斬波器5的輸出端的輸出功率，另一方面，對比逆變電路4的輸出功率和整流電路2的輸出功率，如果發(fā)現(xiàn)整流電路2輸出功率不足時，控制單元1將會控制直流斬波器5運行，對不足的功率部分進行補償；當外部直流電源有富余的電能時，可通過控制單元1適當降低整流電路2的輸出功率，提高直流斬波器5的輸出功率，以達到合理利用能源的目的。
[0032]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施方式，本發(fā)明并不局限于上述實施方式，在實施過程中可能存在局部微小的結構改動，如果對本發(fā)明的各種改動或變型不脫離本發(fā)明的精神和范圍，且屬于本發(fā)明的權利要求和等同技術范圍之內，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型。
【主權項】
1.一種基于斬波器作電源補償?shù)碾姍C變頻器，它包括整流電路和逆變電路，所述整流電路用于將外接交流電整流成直流電，所述逆變電路將整流后的直流電進行逆變處理，以將直流電轉變成頻率可調節(jié)的交流電，其特征在于，還包括直流斬波器和控制單元，所述直流斬波器電氣連接在逆變電路的輸入端與外部直流電源之間，以將外部直流電源的直流電壓調整至逆變電路需要的電壓值，所述控制單元負責監(jiān)控整流電路、逆變電路和直流斬波器，以控制直流斬波器的動作。2.根據(jù)權利要求1所述的基于斬波器作電源補償?shù)碾姍C變頻器，其特征在于，所述整流電路的輸出端電氣連接有濾波電路。3.根據(jù)權利要求2所述的基于斬波器作電源補償?shù)碾姍C變頻器，其特征在于，所述濾波電路為電容Cl，電容Cl兩端分別電氣連接在整流電路的輸出端的正負極。4.根據(jù)權利要求1所述的基于斬波器作電源補償?shù)碾姍C變頻器，其特征在于，所述主電源輸入單元包括R、S和T三個輸出端，主電源輸入單元與整流電路之間設置有第一保護電路。5.根據(jù)權利要求4所述的基于斬波器作電源補償?shù)碾姍C變頻器，其特征在于，所述第一保護電路包括熔斷器F1-F3，熔斷器F1-F3分別設置在主電源輸入單元的三個輸出端。6.根據(jù)權利要求4所述的基于斬波器作電源補償?shù)碾姍C變頻器，其特征在于，所述整流電路2包括6個IGBT單元，每相2個IGBT單元構成整流部分，每相整流部分的輸入端電氣連接至主電源輸入單元的I個輸出端，每相整流部分的其中一個IGBT單元的輸出端作為直流電的P端，每相整流部分的另外一個IGBT單元的輸出端作為直流電的N端。7.根據(jù)權利要求6所述的基于斬波器作電源補償?shù)碾姍C變頻器，其特征在于，所述逆變電路包括6個IGBT單元，每相2個IGBT單元構成逆變部分，每相逆變部分的輸出端電氣連接至電機，每相逆變部分的輸入端電氣連接整流電路的輸出端。8.根據(jù)權利要求6所述的基于斬波器作電源補償?shù)碾姍C變頻器，其特征在于，所述直流斬波器與逆變電路之間還設置有電流抑制電路，所述電流抑制電路采用直流電抗器LI實現(xiàn)，直流電抗器LI的一端電氣連接直流斬波器，其另一端連接直流電的P極。9.根據(jù)權利要求6所述的基于斬波器作電源補償?shù)碾姍C變頻器，其特征在于，所述外部直流電源輸入單元與直流斬波器之間設置有第二保護電路，所述第二保護電路包括熔斷器F4，熔斷器F4電氣連接在外部直流電源輸入單元與直流斬波器之間。10.根據(jù)權利要求1所述的基于斬波器作電源補償?shù)碾姍C變頻器，其特征在于，所述控制單元一方面分別采樣并計算整流電路、逆變電路和直流斬波器的輸出端的輸出功率，另一方面，對比逆變電路的輸出功率和整流電路的輸出功率，如果整流電路輸出功率不足時，控制直流斬波器運行，對不足的功率部分進行補償；當外部直流電源有富余的電能，控制單元降低整流電路的輸出功率，提高直流斬波器的輸出功率。
【文檔編號】H02P27/06GK106026851SQ201610557420
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月13日
【發(fā)明人】曾光
【申請人】廣州東芝白云菱機電力電子有限公司