[發明專利]一種PWM變流電路及包含該電路的變頻器

有效

• 申請號: 201610125410.8
• 申請日: 2016-03-07
• 公開（公告）號: CN105591533B
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: 黃勝利;韓潤萍;周靈霄;宋凌云;王永忠;王妍萍;馬小鐵
• 申請（專利權）人: 北京服裝學院
• 主分類號: H02M1/32
• 分類號: H02M1/32;H02J3/18;H02J3/01
• 代理公司: 北京中海智圣知識產權代理有限公司 11282
• 代理人: 楊樹芬

本發明公開一種PWM變流電路及含有該電路的變頻器，該電路包括交流電輸入端和直流電輸出端；電連接在交流電輸入端和直流電輸出端之間的PWM變流電路。本發明裝置用于電力系統發生電壓暫降時的變頻器欠壓保護停機治理，使之具備低電壓穿越能力，同時在電網電壓正常時，可提供無功功率補償及諧波抑制功能，消除變頻器對電網的污染。

技術領域

本發明涉及變頻器低電壓停機保護及變頻器電能質量治理電路。更具體地，涉及一種PWM變流電路以及包含該電路的變頻器。

背景技術

變頻器以其優良的調速性能和顯著的節能效果，在工業生產中得到大量應用。但是由于電網不可避免的出現電壓暫降等現象，導致變頻器在使用中經常發生停機保護問題，進而引起所驅動的電機停止運行。隨著工業化程度的不斷提高，生產過程往往是自動化連續性生產，各個工藝流程緊密配合，相互協調，只要其中一臺設備出現保護停機，就會引起生產工藝過程的紊亂，甚至導致整條生產線非計劃停機，給企業造成很大的經濟損失，嚴重的會導致人身傷亡和環境污染事故。因此，如何使變頻器在電壓暫降發生時仍能正常工作成為一項亟待解決的重要問題。

現有解決變頻器低電壓停機保護問題往往通過加裝設備實現，如加裝不間斷電源UPS(Uninterruptible Power Supply)、動態電壓恢復器DVR(Dynamic VoltageRestorer)、固態切換開關SSTS(Solid State Transfer Switch)、DC-BANK等，但這些方案均存在一定的弊端。

不間斷電源UPS：UPS是能夠提供持續、穩定、不間斷的電源供應的重要外部設備。其結構較復雜，但性能完善，其顯著特點是能夠持續零中斷地輸出純凈正弦波交流電，能夠解決尖峰、浪涌、頻率漂移等電源問題。但變頻器前加裝UPS時，所需容量較大，投資成本高，同時UPS自身的轉換效率低，且使用電池，可靠性存在一定的風險，極少數廠家使用這種方式。

動態電壓恢復器DVR：DVR裝置通過串聯在敏感負荷和系統之間，迅速地補償了電網中的電壓暫降、震蕩等故障，提高了用戶端的電能質量，是保證敏感工業設備不受電壓暫降影響的有效辦法。DVR相對UPS有經濟上面的優勢，可以節約生產成本，但是也有致命的弱點，即補償時間超過幾秒以上則無法繼續補償，而且當電網電壓低于額定50％以下，或者完全中斷時，DVR就無法使用了。

固態切換開關SSTS：固態切換開關SSTS基于先進的半導體開關技術，能夠實現雙電源之間快速切換，切換時間控制在20ms以內。但SSTS方案有效的前提是兩路供電電源相互獨立，即其中一路電源故障時，另外一路電源必須正 常，在實際系統中，完全具備雙路獨立電源的場合很少，因此，該方案的使用受到限制。

DC-BANK：DC-BANK采用對變頻器直流母線進行電壓支撐的方法，儲能器件采用蓄電池，當電壓暫降時，蓄電池釋放能量進行電壓支撐，從而避免變頻器保護停機。該方案有效的前提是蓄電池性能可靠，但在實際應用中，蓄電池往往得不到有效維護，在出現電壓暫降時才發現蓄電池實際性能遠遠達不到設計要求，甚至會出現蓄電池爆炸等事故。蓄電池作為唯一的一道生命線，卻無法在關鍵時刻發揮“保命”作用。另外蓄電池壽命短，平均壽命一般只有2-3年，更換維護成本高，同時占用體積較大。如果采用超級電容器等其它儲能材料時，成本會更高。

針對現有技術中存在的上述問題，特提出本發明。

發明內容

本發明的一個目的在于提供一種PWM變流電路。

本發明的另一個目的在于提供一種含有所述PWM變流電路的變頻器。

本發明的第三個目的在于提供一種含有所述變頻器的設備。

為達到上述目的，本發明采用下述技術方案：

一種PWM變流電路，所述電路包括：

交流電輸入端和直流電輸出端；