基于級(jí)聯(lián)高壓變頻器負(fù)荷分配的并聯(lián)控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種基于級(jí)聯(lián)高壓變頻器負(fù)荷分配的并聯(lián)控制系統(tǒng)，包含若干臺(tái)并聯(lián)的級(jí)聯(lián)型高壓變頻器，其輸入在同一電網(wǎng)上，輸出分別經(jīng)電抗器連接到電機(jī)，本實(shí)用新型通過(guò)主從控制模式和CAN總線通訊實(shí)現(xiàn)多臺(tái)級(jí)聯(lián)型高壓變頻器同步輸出，實(shí)現(xiàn)級(jí)聯(lián)型高壓變頻器的輸出功率成比例分配，從而實(shí)現(xiàn)級(jí)聯(lián)型高壓變頻器的并聯(lián)。采用本實(shí)用新型，無(wú)需要求系統(tǒng)中并聯(lián)的級(jí)聯(lián)型高壓變頻器容量一致，因而可以靈活的提高并聯(lián)系統(tǒng)的功率等級(jí)，開(kāi)拓了高可靠大電流大容量功率高壓變頻系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域。
【專利說(shuō)明】基于級(jí)聯(lián)高壓變頻器負(fù)荷分配的并聯(lián)控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種基于級(jí)聯(lián)高壓變頻器負(fù)荷分配的并聯(lián)控制系統(tǒng)，屬于電力電子自動(dòng)控制【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]高壓變頻調(diào)速裝置被廣泛地應(yīng)用于石油化工、市政供水、冶金鋼鐵、電力能源等行業(yè)的各種風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)、軋鋼機(jī)等。國(guó)內(nèi)高壓變頻器大多數(shù)采用功率單元級(jí)聯(lián)方案，但由于受到電力電子器件價(jià)格、性能、工藝等的影響，級(jí)聯(lián)型高壓變頻器的功率等級(jí)受到限制，另一方面高壓大功率變頻器本身造價(jià)也很高。如果能采用中低功率的級(jí)聯(lián)型高壓變頻器并聯(lián)運(yùn)行，通過(guò)增加變頻器個(gè)數(shù)來(lái)增加系統(tǒng)容量，從而實(shí)現(xiàn)大電流容量大功率高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)，這樣不僅一定程度上節(jié)省了功率器件成本，可靠性相對(duì)提高，而且高壓變頻系統(tǒng)的容量大大增加使得其應(yīng)用前景更加廣闊?？梢?jiàn)，研究級(jí)聯(lián)型高壓變頻器并聯(lián)系統(tǒng)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
[0003]然而目前對(duì)級(jí)聯(lián)型高壓變頻器并聯(lián)系統(tǒng)的研究基本處于探索和起步階段，要實(shí)現(xiàn)級(jí)聯(lián)型高壓變頻器的并聯(lián)不僅應(yīng)當(dāng)考慮高壓變頻器輸出電壓并聯(lián)前后的穩(wěn)定性，而且需要解決如何實(shí)現(xiàn)并聯(lián)系統(tǒng)的電流均分問(wèn)題，尤其是不同容量的高壓變頻器并聯(lián)的電流分配。為了能靈活可靠的進(jìn)行高壓變頻器并聯(lián)，實(shí)現(xiàn)容量分配是個(gè)關(guān)鍵。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于級(jí)聯(lián)高壓變頻器負(fù)荷分配的并聯(lián)控制系統(tǒng)，以解決級(jí)聯(lián)型高壓變頻器并聯(lián)系統(tǒng)的容量分配問(wèn)題。
[0005]本實(shí)用新型是采用如下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)的:
[0006]基于級(jí)聯(lián)高壓變頻器負(fù)荷分配的并聯(lián)控制系統(tǒng)，包括若干臺(tái)相互并聯(lián)的級(jí)聯(lián)型高壓變頻器，所述若干臺(tái)級(jí)聯(lián)型高壓變頻器的輸入跨接在電網(wǎng)上，輸出經(jīng)電抗器連接到電機(jī)。
[0007]前述的級(jí)聯(lián)型高壓變頻器包含主控系統(tǒng)和與之相連的級(jí)聯(lián)功率單元，所述主控系統(tǒng)與功率單元之間通過(guò)光纖進(jìn)行通訊，所述若干個(gè)級(jí)聯(lián)型高壓變頻器的主控系統(tǒng)之間通過(guò)CAN總線進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)通訊。
[0008]前述的主控系統(tǒng)包括主控模件，IO模件，若干個(gè)轉(zhuǎn)換模件，采樣模件和CAN通訊模塊，所述主控模件用以完成PWM控制信號(hào)的生成；所述IO模件用以完成開(kāi)關(guān)量和模擬量的輸入輸出；所述轉(zhuǎn)換模件用以完成對(duì)PWM控制信號(hào)的編碼和譯碼，并通過(guò)光纖的方式與級(jí)聯(lián)功率單元進(jìn)行通訊；所述采樣模件用以采集三相電抗器的電流；所述CAN通訊模塊用于主從設(shè)備管理，同步各個(gè)級(jí)聯(lián)型高壓變頻器輸出電壓和頻率，電機(jī)轉(zhuǎn)速和角度信息，以及狀態(tài)和故障信息，實(shí)現(xiàn)各級(jí)聯(lián)高壓變頻器之間的通訊。
[0009]前述的并聯(lián)控制系統(tǒng)選用的各個(gè)級(jí)聯(lián)型高壓變頻器容量無(wú)需相同，且并聯(lián)前后級(jí)聯(lián)型高壓變頻器的外特性保持不變。
[0010]本實(shí)用新型所達(dá)到的有益效果:
[0011]I)可以選用中小容量的級(jí)聯(lián)型高壓變頻器進(jìn)行并聯(lián)，無(wú)需改變硬件電路結(jié)構(gòu)，易于實(shí)現(xiàn)；
[0012]2)并聯(lián)前后不影響系統(tǒng)中級(jí)聯(lián)型高壓變頻器各自的輸出特性，保證了并聯(lián)系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定運(yùn)行；
[0013]3)可以靈活的進(jìn)行負(fù)荷分配，并聯(lián)系統(tǒng)擴(kuò)展性更強(qiáng)，使得高壓大功率大電流容量變頻系統(tǒng)的應(yīng)用能夠得到廣泛推廣。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型基于級(jí)聯(lián)高壓變頻器負(fù)荷分配的并聯(lián)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2是本實(shí)用新型級(jí)聯(lián)型高壓變頻器的主控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]現(xiàn)結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0017]如圖1所示，η (η>1)臺(tái)級(jí)聯(lián)型高壓變頻器相互并聯(lián)后，輸入跨接在電網(wǎng)上，每臺(tái)級(jí)聯(lián)型高壓變頻器的三相輸出經(jīng)電抗器連接到電機(jī)。級(jí)聯(lián)型高壓變頻器包含主控系統(tǒng)和與之相連的級(jí)聯(lián)功率單元，主控系統(tǒng)與功率單元之間通過(guò)光纖進(jìn)行通訊，每臺(tái)級(jí)聯(lián)型高壓變頻器主控系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)完全相同，由于需要進(jìn)行一定量的數(shù)據(jù)交換，并考慮到可靠性和距離遠(yuǎn)近，主控系統(tǒng)之間采用CAN總線進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)通訊，包括級(jí)聯(lián)型高壓變頻器的額定功率、頻率、相位以及分配的給定電流等等。本實(shí)用新型并聯(lián)系統(tǒng)選用的各個(gè)級(jí)聯(lián)型高壓變頻器容量無(wú)需相同，且并聯(lián)前后級(jí)聯(lián)型高壓變頻器的外特性保持不變。
[0018]如圖2所示為級(jí)聯(lián)型高壓變頻器主控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，主控系統(tǒng)包括主控模件，IO模件，若干個(gè)轉(zhuǎn)換模件，采樣模件和CAN通訊模塊，其中IO模件用以完成開(kāi)關(guān)量輸入輸出，模擬量輸入輸出，主控模件用以完成PWM控制信號(hào)的生成，轉(zhuǎn)換模件用以完成控制信號(hào)的編碼和解碼，并通過(guò)光纖方式實(shí)現(xiàn)與級(jí)聯(lián)功率單元之間傳送和接收控制信號(hào)，采樣模件用以采集三相電抗器的電流，CAN通訊模塊用于主從設(shè)備管理，同步各個(gè)級(jí)聯(lián)型高壓變頻器輸出電壓和頻率，電機(jī)轉(zhuǎn)速和角度信息，以及狀態(tài)和故障信息，實(shí)現(xiàn)各級(jí)聯(lián)型高壓變頻器之間的通訊。
[0019]本實(shí)用新型在工作時(shí)，選取I號(hào)級(jí)聯(lián)型高壓變頻器按照各個(gè)級(jí)聯(lián)型高壓變頻器的額定功率輸出能力進(jìn)行負(fù)荷的分配，分配方案可根據(jù)要求進(jìn)行設(shè)置，但是在最大負(fù)載情況下，各個(gè)級(jí)聯(lián)型高壓變頻器均不超過(guò)其額定負(fù)載；1號(hào)級(jí)聯(lián)型高壓變頻器對(duì)電機(jī)側(cè)電流，電機(jī)轉(zhuǎn)速和角度信息進(jìn)行采樣，經(jīng)由轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換后與各級(jí)聯(lián)型高壓變頻器分配的負(fù)荷比例一起通過(guò)CAN通訊模塊同步至所有的級(jí)聯(lián)型高壓變頻器，各級(jí)聯(lián)型高壓變頻器通過(guò)采樣模塊采集電抗器電流，根據(jù)同步的負(fù)荷比例，得到采樣的電抗器電流和同步的電機(jī)側(cè)電流的比例電流信息，將兩者進(jìn)行比較，比較的誤差通過(guò)PI調(diào)節(jié)產(chǎn)生正弦調(diào)制波，并與同步的角度信息，通過(guò)三相PWM調(diào)制輸出到各級(jí)聯(lián)型高壓變頻器，構(gòu)成功率回路，完成級(jí)聯(lián)型高壓變頻器的輸出功率成比例分配，從而實(shí)現(xiàn)級(jí)聯(lián)型高壓變頻器的并聯(lián)。
[0020]以上所述【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型的并聯(lián)控制系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是以上所述僅為本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】而已，并不用于限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。凡在本實(shí)用新型的精神和原則范圍內(nèi)，所做的修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.基于級(jí)聯(lián)高壓變頻器負(fù)荷分配的并聯(lián)控制系統(tǒng)，其特征在于:包括若干臺(tái)相互并聯(lián)的級(jí)聯(lián)型高壓變頻器，所述若干臺(tái)級(jí)聯(lián)型高壓變頻器的輸入跨接在電網(wǎng)上，輸出經(jīng)電抗器連接到電機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于級(jí)聯(lián)高壓變頻器負(fù)荷分配的并聯(lián)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述級(jí)聯(lián)型高壓變頻器包含主控系統(tǒng)和與之相連的級(jí)聯(lián)功率單元，所述主控系統(tǒng)與功率單元之間通過(guò)光纖進(jìn)行通訊，所述若干個(gè)級(jí)聯(lián)型高壓變頻器的主控系統(tǒng)之間通過(guò)CAN總線進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)通訊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于級(jí)聯(lián)高壓變頻器負(fù)荷分配的并聯(lián)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述主控系統(tǒng)包括主控模件，IO模件，若干個(gè)轉(zhuǎn)換模件，采樣模件和CAN通訊模塊，所述主控模件用以完成PWM控制信號(hào)的生成；所述IO模件用以完成開(kāi)關(guān)量和模擬量的輸入輸出；所述轉(zhuǎn)換模件用以完成對(duì)PWM控制信號(hào)的編碼和譯碼，并通過(guò)光纖的方式與級(jí)聯(lián)功率單元進(jìn)行通訊；所述采樣模件用以采集三相電抗器的電流；所述CAN通訊模塊用于主從設(shè)備管理，同步各個(gè)級(jí)聯(lián)型高壓變頻器輸出電壓和頻率，電機(jī)轉(zhuǎn)速和角度信息，以及狀態(tài)和故障信息，實(shí)現(xiàn)各級(jí)聯(lián)高壓變頻器之間的通訊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于級(jí)聯(lián)高壓變頻器負(fù)荷分配的并聯(lián)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述并聯(lián)控制系統(tǒng)選用的各個(gè)級(jí)聯(lián)型高壓變頻器容量無(wú)需相同，且并聯(lián)前后級(jí)聯(lián)型高壓變頻器的外特性保持不變。
【文檔編號(hào)】H02P21/00GK203466764SQ201320565169
【公開(kāi)日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月11日
【發(fā)明者】胡炫, 劉春松, 穆天柱, 錢詩(shī)寶, 李冰 申請(qǐng)人:國(guó)電南京自動(dòng)化股份有限公司