[發明專利]基于用一逆變橋取代多個定子變頻器制動電阻的能量回饋系統

有效

• 申請號: 201210337828.7
• 申請日: 2012-09-13
• 公開（公告）號: CN102868176A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 周順新
• 申請（專利權）人: 周順新
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02P3/22
• 代理公司: 武漢金堂專利事務所 42212
• 代理人: 胡清堂

技術領域

本發明涉及一種能量回饋系統，特別是一種基于用一逆變橋取代多個定子變頻器制動電阻的能量回饋系統。

背景技術

如今，電子變頻器業已廣泛應用于起重機、注塑機、球磨機等機械電氣設備之中，用以實現對各種機構的電氣控制，完成其各自的在線實時作業任務。

與此同時，如圖1所示，每個定子變頻器的電氣控制部分，通常由內、外兩個部分構成，即其內部均設置有制動單元（圖中未畫出），其外部中間直流回路均設置有制動電阻器。用以在定子變頻調試系統中，當電動機M處于再發電狀態時，通過制動電阻器在制動單元控制下，以發熱的形式釋放掉這部分再生能量，確保系統安全。這種方式俗稱為“能耗制動”。其控制簡單，且成本低廉。但是，這種能耗制動方式明顯存在能量浪費大，快速制動性差等缺陷，從而導致制動轉矩小，無法實現電動機的精確制動能力。顯然，這是有待解決的重要課題。

發明內容

本發明的目的，就是為了克服上述已有技術存在的缺陷，提供由一個逆變橋和多個隔離器，用以取代多個定子變頻器制動電阻器，連同各定子變頻器與各電動機及相關電路構成一個能量回饋系統，將各路定子變頻器輸出的中間直流電流逆變成與電力系統電源同頻、同相的工頻交流電，使該系統具有能量回饋再利用功能，實現有效節約能源。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

基于用一逆變橋取代多個電子變頻器制動電阻的能量回饋系統，包括：

1個定子變頻器組1，1個電動機組2，1個隔離器組3，1個電抗器4，1個逆變橋5和1個變壓器6，共6個部分相結合構成一個整體，其中：

所述定子變頻器組1，包括有多個定子變頻器，分為第1定子變頻器F1，第2定子變頻器F2，直至第N定子變頻器FN，用以實現各相連電動機定子變頻調速工作；

所述電動機組2，包括有多個電動機，分為第1電動機M1，第2電動機M2，直至第N電動機MN，用以驅動各相連設備制動操作；

所述隔離器組3，包括多個隔離器，分為第1隔離器G1，第2隔離器G2，直至第N隔離器GN，用以取代原接入各定子變頻器輸出端的制動電阻器，提供直流工作電流；

所述電抗器4，為1個電抗器L，用以將隔離器組3輸出的直流工作電流進行限流和平波，并送至逆變橋5；

所述逆變橋5，為1個全橋逆變器，接受來自電抗器4的直流電流，逆變成與電力系統電源同頻、同相的工頻交流電，以便進行能量回饋；

所述變壓器6，為1個升壓變壓器T，用以當定子變頻器直流電壓高于60伏時，電動機處于發電狀態，升壓變頻器T便將逆變橋輸出的交流電進行升壓反饋給電網，實現能量回饋。

值得特別說明的是：

一、本發明的隔離器組3，分為固定極性和自動識別極性兩種模式結構，其作用均為只允許定子變頻器輸出電流向回饋的路徑方向流動，并阻止逆變橋電流向定子變頻器方向流動。

二、本發明在定子變頻器組1執行各自的在線實時作業（即電動機工作）時，變壓器6上的直流電壓低于逆變橋5上輸出的直流電壓，所以無能量回饋。

三、本發明僅用一可控硅全橋逆變器實現多電動機轉差能量和再生能量統一回饋，回饋電網電能質量符合國家相關標準和要求，確保電動機速度穩定，變頻系統設備安全。

四、本發明基于采用逆變控制理論技術，由一個逆變橋對多個定子變頻系統進行在線實時控制處理制動再生能量回收的技術瓶頸，使得長期困擾的制動電阻器能耗問題迎刃而解。具有高效節能、低碳環保、安全可靠、維護簡單，機電一體化，應用領域廣等特點。?

附圖說明

圖1為傳統的定子變頻調速系統電原理圖。

圖2為本發明整體電原理。

圖3為本發明隔離器組3自動識別極性模式結構電原理圖。

圖4為本發明隔離器組3固定極性模式結構電原理圖。

圖中符號說明：

1是定子變頻器組，

F1是第1定子變頻器，

F2是第2定子變頻器，

FN是第N定子變頻器；

2是電動機組，

M1是第1電動機，

M2是第2電動機，

MN是第N電動機；

3是隔離器組，

G1是第1隔離器，即Z1或D1，

G2是第2隔離器，即Z2或D2，

GN是第N隔離器，即ZN或DN；

4是電抗器，即電抗器L；

5是逆變橋，即可控硅全橋逆變器；

6是變壓器，即升壓變壓器T。?

具體實施方式