[發(fā)明專利]一種可自并聯(lián)向電網(wǎng)回饋電能的節(jié)能裝置和方法

無效

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• 申請日: 2012-05-30
• 公開（公告）號: CN102684226A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 滕波
• 申請（專利權(quán)）人: 大連美恒電氣有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責(zé)任公司 21212
• 代理人: 姜玉蓉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力電子技術(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)是一種通過垂直升降或者垂直升降與水平移動來放取重物的機(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)場控制越來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出現(xiàn)一個(gè)問題，當(dāng)重載下降時(shí)其負(fù)載位能通過電動機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽瑑Υ嬖谥绷麟娙萆?，以及在起重機(jī)制動時(shí)轉(zhuǎn)化成的電能儲存在直流電容上，這樣會導(dǎo)致電容電壓上升，如果能量得不到及時(shí)釋放會導(dǎo)致其電壓升的過高，會引起變頻器故障。

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、能耗制動方式：采用大功率電阻來釋放存儲在電容上的能量。這種方式雖然簡單易行，但是電阻發(fā)熱嚴(yán)重，會導(dǎo)致柜內(nèi)溫度升高，影響變頻器的工作性能。而且簡單能耗制動不能抑制快速制動產(chǎn)生的泵升電壓，影響制動效果。

二、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。這種方式雖然對母線電壓有較好的控制能力，但對于變頻器容量大的起重機(jī)行業(yè)來說，僅采用單環(huán)電壓控制方式，而不對回饋過程中的電流值進(jìn)行控制，會出現(xiàn)電流波動等現(xiàn)象，從而對電網(wǎng)造成影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(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)明還提供一種可自并聯(lián)向電網(wǎng)回饋電能的節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于，小功率場合下，在電網(wǎng)和一臺或多臺變頻器之間連接上述的節(jié)能裝置；大功率場合下，在電網(wǎng)和一臺或多臺變頻器之間并聯(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：檢測變頻器直流母線的電壓，并將檢測到的電壓送入第一比較器的直流母線電壓檢測單元；

與直流母線電壓檢測單元連接，將來自于直流母線電壓檢測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，同時(shí)將比較后的差值發(fā)送至直流母線信號采集單元的第一比較器；

與第一比較器連接，對比較后的差值進(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采集單元；

與直流母線信號采集單元和電網(wǎng)信號采集單元連接，將電網(wǎng)信號采集單元采集到的電網(wǎng)電壓信號和來自于直流母線信號采集單元的電壓信號做比較，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采集單元連接，將來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采集單元采集到的電流反饋信號做比較，生成PWM波形的第三比較器；

與第三比較器連接，驅(qū)動逆變單元工作的驅(qū)動電路；

與驅(qū)動電流連接，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：

S1、電壓檢測單元檢測變頻器直流母線的電壓，當(dāng)檢測到故障時(shí)，執(zhí)行步驟S9；若未檢測到故障，將檢測到的電壓送入第一比較器與給定電壓值做比較判定，檢測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，同時(shí)將比較后的差值發(fā)送至直流母線信號采集單元；

S3、直流母線信號采集單元對比較后的差值進(jìn)行放大比較，生成高頻PWM波形，完成直流母線信號采集后，將采集到的直流母線信號發(fā)送至第二比較器；

S4、電網(wǎng)信號采集單元通過對電網(wǎng)電壓做電壓互感降壓、濾波、光耦隔離、信號放大處理，得到控制輸出的第一同步信號，完成電網(wǎng)電壓信號采集后，將采集到的電網(wǎng)電壓信號發(fā)送至第二比較器和逆變單元；