[實用新型]中低壓能量回饋功率單元的主回路結構

有效

• 申請號: 200720172059.4
• 申請日: 2007-09-24
• 公開（公告）號: CN201100940Y
• 公開（公告）日: 2008-08-13
• 發明（設計）人: 張波;吳建安;劉小兵
• 申請（專利權）人: 深圳市英威騰電氣股份有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 深圳市千納專利代理有限公司
• 代理人: 胡清方

技術領域

本實用新型涉及一種使中低壓(220-690VAC)變頻器具備四象限運行能力的能量回饋功率單元的主回路結構。

背景技術

變頻器是利用半導體功率器件依照調制好的PWM波信號開通和關斷將工頻電源變換為頻率可調的電能變換裝置。通用的變頻器以“交-直-交”居多，即先把交流電整流濾波后變成直流電，再把直流電變換為頻率可調的交流電來驅動馬達。隨著微電子和電力電子技術的發展和普及，變頻器的應用也越來越廣泛，依靠該裝置來實現節能和滿足各種生產工藝等。通用變頻器，因為整流環節的不可逆，當電機處于發電狀態時，變頻器母線在無釋放回路時會很快上升致過壓，使之無法四象限工作。最通用的方法便是使用能耗制動單元和能量回饋功率單元。能耗制動單元，有其簡單和成本低的優勢，在負載能量回饋不頻繁的場合，應用較廣。但能耗制動發熱量大、占空間和制動能力較差等缺點使它的應用受到限制，特別是在能量回饋頻繁和回饋能量大的情況下。能量回饋功率單元，雖能控制較能耗制動復雜成本也較高，但它的節能和高效足以彌補它的缺點，所以使用越來越廣泛。如：高層電梯、礦山絞車、油田叩頭機等。

現在市場通用的中低壓(220-690VAC)能量回饋功率單元，由于結構上的原因，存在電流環流現象，以及在能量回饋異常時，電網與逆變單元之間不能斷開，而使逆變單元損壞。

發明內容

本實用新型的目的是克服上述缺陷，提供一種無環流現象存在及當能量回饋單元異常時，可實現電網與逆變單元及時斷開的中低壓能量回饋功率單元。

本實用新型的技術方案是：提供一種中低壓能量回饋功率單元的主回路結構，包括由整流管D1及第一電容C1和第二電容C2構成的單向整流電路，由六個絕緣柵雙極性晶體管IGBT構成的逆變單元，電網控制接入電路，輸出濾波電路，所述單向整流電路的輸出端與所述的逆變單元輸入端相連接，所述逆變單元輸出端第1、2、3腳與電網控制接入電路的輸入端的1、2、3腳相連接，所述電網控制接入電路的輸出端的4、5、6腳與輸出濾波電路的輸入端的1、2、3腳相連接；所述輸出濾波電路的輸出端R、S、T與電網相連接。

本實用新型由于采用了單向整流電路，它可以克服電流環流的現象；由于采用了電網控制接入電路，故可實現當能量回饋異常時，電網與逆變單元及時斷開的目的。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖。

圖2是中低壓能量回饋功率單元的結構方框示意圖。

圖3是中低壓能量回饋功率單元的相位檢測及電網電壓檢測電路示意圖。

圖4是中低壓能量回饋功率單元中CPLD分頻和CD4066鎖相環電路示意圖。

圖5是中低壓能量回饋功率單元典型應用接線示意圖。

具體實施方式

請參見圖1，圖1是本實用新型的結構示意圖。它是一種中低壓能量回饋功率單元的主回路結構，包括由整流管D1及第一電容C1和第二電容C2構成的單向整流電路1，由六個絕緣柵雙極性晶體管IGBT構成的逆變單元2，電網控制接入電路3，輸出濾波電路4，所述單向整流電路1的輸出端與所述的逆變單元2輸入端相連接，所述逆變單元2輸出端第1、2、3腳與電網控制接入電路3的輸入端的1、2、3腳相連接，所述電網控制接入電路3的輸出端的4、5、6腳與輸出濾波電路4的輸入端的1、2、3腳相連接；所述輸出濾波電路4的輸出端R、S、T與電網相連接。如圖所示，“+”和“-”分別接變頻器的母線，作為能量回饋的電源輸入端。“R、S、T”端直接與電網連接，作為能量回饋的輸出端。

單相整流電路：在電源的輸入端，使用了一個整流管(D1)，使能量的單向傳輸，避免環流。即能量回饋功率單元與變頻器相對獨立起來，減少兩者故障時的相互擴散。

逆變單元：逆變用的功率器件為絕緣柵雙極性晶體管IGBT，該功率器件因為它的低飽和壓降和良好的開關特性，已廣泛應用于變頻器的逆變部分。

電網接入控制電路：該接觸器受控于直流側電源，只有直流側電源建立并達到一定的值才會吸合使逆變接入電網。它可以避免電網通過絕緣柵雙極性晶體管IGBT上反并聯二極管對電解電容無緩沖充電，從而保護絕緣柵雙極性晶體管IGBT。并且在能量回饋功率單元異常時，電網與該裝置完全斷開，可同時起到保護電網和保護裝置的作用。

輸出濾波電路：在能量回饋的輸出端，該產品內置了交流電抗器，使該產品可以直接與電網駁接。該電抗器使用材料為鐵硅鋁的磁粉芯做磁芯，與普通的非晶鐵芯相比，噪聲有明顯改善，且回饋電流更平滑。