[發明專利]抗交流供電異常的變頻拖動裝置

有效

• 申請號: 201410686053.3
• 申請日: 2014-11-25
• 公開（公告）號: CN104410346A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 趙鳳儉;張凌俊;王立超;薛立軍;趙澤民
• 申請（專利權）人: 北京四方繼保自動化股份有限公司
• 主分類號: H02P23/10
• 分類號: H02P23/10;H02P27/06
• 代理公司: 北京金闕華進專利事務所(普通合伙) 11224
• 代理人: 吳鴻維

技術領域

本發明屬于低壓變頻拖動領域，具體涉及一種抗交流供電異常的變頻拖動裝置。適用于電廠、石化、化纖、芯片制造等采用了低壓變頻電機拖動的敏感負荷、且敏感負荷發生波動或非計劃停機會造成嚴重損失的應用場合。

背景技術

低壓變頻電機拖動系統廣泛應用于工業生產的各個領域，該系統的核心部件為變頻器裝置。變頻器具有調速精確、使用簡單、自動化程度高、節能等特點。變頻器輸入側連接交流供電電源，在變頻器內部將交流電源整流變換為直流電源，供給變頻器逆變部分工作，逆變輸出電壓和頻率均可調節的交流電供給電機，實現電動機的變頻調速。常規變頻器會對內部直流母線電壓進行檢測，當交流供電電源出現異常導致變頻器內部直流母線電壓過低時，變頻器會采取相應的保護動作，閉鎖變頻器輸出，以此保證變頻器自身的安全，避免變頻器內部功率半導體器件永久性損壞。

在電廠、石化、化纖、芯片制造等采用了低壓變頻電機拖動敏感負荷的應用場合，時有發生由于交流供電異常造成敏感負荷發生波動或非計劃停機的事故。在這些事故中，電力輸變電或供配電系統發生雷擊、電氣設備短路、接地等故障、以及工業生產現場內部大負荷設備啟動等情況，造成工業生產現場交流供電發生異常，且持續時間較短，本不應引起事故停機，但由于部分敏感負荷變頻拖動系統中的常規變頻器不具有抗交流供電異常能力，交流供電異常觸發變頻器自身保護而閉鎖輸出，直接導致停機事故；即使采用電源切換等再上電方式配合變頻器自動重啟，也會造成后級敏感負荷的波動，從而造成生產工藝不滿足要求或控制系統超調而被迫停機。此類非計劃停機，破壞了工業生產的連續性和經濟性，造成工業生產設備損壞，且可能造成大量原材料浪費，應盡可能避免。

發明內容

為克服現有技術中的不足，本發明提出了一種基于模塊化設計的抗交流供電異常的變頻拖動裝置，用于解決電廠、石化、化纖、芯片制造等采用了低壓變頻電機拖動敏感負荷領域的由于交流供電異常導致的負荷波動和非計劃停機問題。

該裝置可根據工業現場的實際情況靈活選擇功能模塊組合，可以充分利用工業生產現場已有的交流供電主電源、交流供電備用電源、直流備用電源以及在裝置中設置直流備用電源。針對裝置采用的不同模塊組合，設置了多種工作策略，用于應對交流供電主電源正常供電、主電源輕微跌落、主電源跌落較深、主電源完全失電、主備交流電源完全消失的情況，通過裝置中的單模塊自身工作策略調整和多模塊功能協調配合，最大限度的保證在交流供電異常情況下，后級敏感負荷連續、可靠、平穩運行，保護生產安全。

該裝置的輸出包括連接電動機的三相變頻電源和可連接到外圍控制系統的控制電源，控制電源電壓等級和容量可選。

本發明的具體實現方案如下：

一種抗交流供電異常的變頻拖動裝置，設置在低壓交流供電電源與敏感負荷拖動電機之間，其特征在于：

所述的抗交流供電異常的變頻拖動裝置采用模塊化設計，多個模塊能夠根據實際需要進行靈活組合，完成針對不同供電情況下的抗交流供電異常情況。

所述抗交流供電異常的變頻拖動裝置包括變頻功能本體模塊(本申請中又簡稱模塊一)、交流控制電源輸出模塊(在本申請中又簡稱模塊二)、三相交錯的升壓模塊(在本申請中簡稱模塊三)、交流主電源不控整流模塊(在本申請中簡稱模塊四)、交流備用電源不控整流模塊(在本申請中簡稱模塊五)、外部或自備直流電源接入模塊(在本申請中簡稱模塊六)、可選的自備直流電源模塊(在本申請中簡稱模塊七)；

所述變頻功能本體模塊輸入側與交流供電主電源連接，輸出側與敏感負荷拖動連接；所述的交流控制電源輸出模塊輸入側與所述變頻功能本體模塊的內部直流母線連接，輸出側與敏感負荷的其他控制部分連接；

所述三相交錯的升壓模塊的輸入側與交流主電源不控整流模塊、交流備用電源不控整流模塊、外部或自備直流電源接入模塊這三個模塊任意組合的輸出端連接，所述三相交錯的升壓模塊的輸出端與所述變頻功能本體模塊內部直流母線連接；所述交流主電源不控整流模塊輸入端與交流供電主電源連接；

所述交流備用電源不控整流模塊輸入端與交流供電備用電源連接；

所述外部或自備直流電源接入模塊輸入端與外接直流電源或所述可選的自備直流電源模塊輸出端連接；所述交流主電源不控整流模塊、交流備用電源不控整流模塊、外部或自備直流電源接入模塊均可獨立配合為三相交錯的升壓模塊提供輸入。