[實用新型]一種變頻器尖峰電壓吸收裝置及系統

有效

• 申請號: 201320576658.8
• 申請日: 2013-09-17
• 公開（公告）號: CN203522514U
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 楊繼深;沈志達
• 申請（專利權）人: 北京計算機技術及應用研究所;北京航天愛威電子技術有限公司
• 主分類號: H02M1/12
• 分類號: H02M1/12
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 梁揮;田景宜

技術領域

本實用新型涉及電機保護領域，特別是涉及一種變頻器尖峰電壓吸收裝置及系統。

背景技術

在現有技術中，很多場合需要對交流電機的轉速進行調整。特別是近年來，對節能降耗的要求不斷提高，用變頻器控制風機、水泵、空壓機等設備的情形十分普遍。

但是，由于變頻器驅動電機的電壓波形不是正弦波，而是PWM電壓波形，這種波形會對電機的定子繞組和軸承產生嚴重的損傷。

變頻器輸出的PWM電壓波形損傷電機定子繞組的原因是，PWM脈沖電壓在電機端發生反射，入射波與反射波疊加，形成幅度超過PWM電壓幅度2倍的尖峰電壓，這種尖峰電壓不斷作用在電機定子繞組上，造成繞組的匝間絕緣擊穿。

目前有一些技術可以解決這個問題，主要是在變頻器的輸出端安裝正弦波濾波器或者du/dt濾波器。

正弦波濾波器的作用是將PWM電壓波形整形成正弦波，這樣就自然消除了在電機端產生的尖峰電壓，起到保護電機的作用。

du/dt濾波器的作用類似于正弦波濾波器，但它不是把PWM電壓波形完全整形成正弦波，而是延長脈沖的上升沿，從而減小尖峰電壓。

上述這些解決方案的主要缺點是：

當功率較大時，濾波器的體積就會相應較大，成本較高。而正弦波濾波器由于存在較大的電壓降，還會影響電機的轉矩。

發明內容

本實用新型公開了一種變頻器尖峰電壓吸收裝置及系統，用于吸收尖峰電壓，低價、有效的消除變頻器對電機定子繞組的損傷。

本實用新型公開了一種變頻器尖峰電壓吸收裝置，變頻器與電機連接，該吸收裝置與該電機并聯連接，該吸收裝置包括：

尖峰電壓檢測器、開關元件和電能熱能轉換器；

該開關元件連接于該電機的電源輸入端與該電能熱能轉換器之間；

該尖峰電壓檢測器檢測該電機的電源輸入端的尖峰電壓，當該尖峰電壓超過檢測閾值時，該尖峰電壓檢測器觸發該開關元件導通，該電能熱能轉換器接收該電機的電源輸入端的尖峰電壓，轉換為熱能。

在該尖峰電壓檢測器與該電機的電源輸入端之間設置有一用于暫存該尖峰電壓的高速脈沖緩沖單元。

該尖峰電壓檢測器為TVS二極管。該開關元件為IGBT晶體管。該電能熱能轉換器為電阻。一散熱片設置在該電能熱能轉換器上，以用于散熱。

該吸收裝置連接至變頻器與該電機之間的一連接點，該連接點與該吸收裝置之間的電纜長度小于等于3米，該連接點距離該電機的接線端的距離小于等于8米。

該裝置還包括溫度檢測裝置，該溫度檢測裝置檢測該電能熱能轉換器的溫度，當溫度超過預設閾值時，該溫度檢測裝置觸發該尖峰電壓檢測器提高該檢測閾值。

本實用新型還公開了一種電機系統，包括：

變頻器；電機，與該變頻器連接；所述的變頻器尖峰電壓吸收裝置。

本實用新型的變頻器尖峰電壓吸收裝置的結構簡單、成本低、安裝便利，不會產生電壓降，不影響電機的轉矩，維持其正常工作。同時，本實用新型的變頻器尖峰電壓吸收裝置可有效消除變頻器對電機定子繞組的損傷，大幅吸收尖峰電壓，轉換為熱量耗散掉。

附圖說明

圖1所示為本實用新型的電機系統的結構示意圖；

圖2所示為本實用新型的吸收裝置的結構示意圖；

圖3所示為本實用新型的又一實施例的吸收裝置的結構示意圖；

圖4所示為本實用新型的又一實施例的吸收裝置的結構示意圖；

圖5所示為該工作狀態顯示裝置的顯示原理示意圖；

圖6所示為本實用新型的一種變頻器尖峰電壓吸收方法的流程圖。

具體實施方式

以下結合附圖以及實施例介紹本實用新型的具體實施方式。

為了有效的消除變頻器產生的尖峰電壓對電機定子繞組的損傷，本實用新型提出一種用于吸收該尖峰電壓的變頻器尖峰電壓吸收器（Surge?Voltage?Absorber，SVA）。

如圖1所示為本實用新型的電機系統100的結構示意圖。電機系統100包括變頻器10、電機20以及變頻器尖峰電壓吸收裝置30（以下簡稱吸收裝置）。該吸收裝置30與該電機20并聯連接。該電機20為交流電機。吸收裝置30檢測電機20電源輸入端的尖峰電壓，當吸收裝置30檢測到該尖峰電壓超過一預先設定的檢測閾值時，吸收裝置30自動產生一個很低的阻抗，將尖峰電壓的能量吸收掉，并將電能轉換成熱能耗散掉。