多電源輸入的變頻器主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種變頻器主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，特別是公開(kāi)一種多電源輸入的變頻器主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]如今，不論是出于節(jié)能降耗的考慮還是工藝調(diào)速有需求，使用變頻器驅(qū)動(dòng)電機(jī)已經(jīng)非常普遍，變頻器技術(shù)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展和大規(guī)模的工業(yè)應(yīng)用，變頻器產(chǎn)品本身的故障率已經(jīng)非常低，運(yùn)行相對(duì)穩(wěn)定。然而，由于電網(wǎng)或局部電網(wǎng)的故障導(dǎo)致的電網(wǎng)失電等外部故障因素仍然會(huì)導(dǎo)致變頻器發(fā)生故障而停機(jī)。在一些對(duì)設(shè)備運(yùn)行可靠性要求較高的場(chǎng)合，一旦電網(wǎng)掉電導(dǎo)致設(shè)備停機(jī)，輕則會(huì)造成經(jīng)濟(jì)損失，重則會(huì)造成安全事故。在這些應(yīng)用場(chǎng)合，為了防止由于電網(wǎng)掉電造成的非正常停機(jī)故障，一般會(huì)在變頻器的直流母線處配置后備電池作為緊急備用，或者采用雙路輸入電源配置兩套變頻器(或直接驅(qū)動(dòng)電機(jī))進(jìn)行熱備份或冷備份。若使用前者方案，為了滿足電網(wǎng)掉電時(shí)短時(shí)間內(nèi)不影響設(shè)備運(yùn)行的需求，需要的電池容量較大，大量的電池長(zhǎng)時(shí)間處于待機(jī)狀態(tài)，需要定期維護(hù)和更換，電機(jī)容量越大，性價(jià)比越低。若使用后者方案，會(huì)額外增加費(fèi)用，且在電源切換過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致設(shè)備短暫停止運(yùn)行，影響生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的局限，公開(kāi)一種多電源輸入的變頻器主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，使用本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變頻器，變頻器的輸入端可以接η組(η為大于等于2的自然數(shù))獨(dú)立電源，任何一組電源正常即可滿足變頻器正常運(yùn)行的需求。
[0004]本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種多電源輸入的變頻器主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征在于:包括整流單元、儲(chǔ)能單元和逆變單元，所述整流單元包含有η個(gè)三相整流模塊，η為大于等于2的自然數(shù)，所述的η個(gè)三相整流模塊的輸入端分別連接獨(dú)立電源，所述的η個(gè)三相整流模塊的輸出端并聯(lián)后與所述儲(chǔ)能單元的輸入端連接，所述儲(chǔ)能單元的輸出端與所述逆變單元的輸入端連接，所述逆變單元的輸出端連接至電機(jī)。
[0005]所述整流單元中的三相整流模塊在最簡(jiǎn)單的情況下為三相整流橋。所述的三相整流模塊還可以包括三相電抗器或?yàn)V波器和交流預(yù)充電單元，所述的三相電抗器或?yàn)V波器和所述交流預(yù)充電單元串聯(lián)后連接至三相整流橋的輸入端。
[0006]所述的儲(chǔ)能單元設(shè)有兩個(gè)輸入端子1+和1-，兩個(gè)輸出端子0+和0-，在最簡(jiǎn)單的情況下可以僅包含電容模塊。所述的儲(chǔ)能單元還可以包括電池模塊、直流電抗器和直流預(yù)充電單元，將所述儲(chǔ)能單元中的電容模塊和所述電池模塊并聯(lián)，并聯(lián)后的一端作為輸出端子0+，另外一端作為輸出端子0-，再將所述直流電抗器和所述直流預(yù)充電單元串聯(lián)，串聯(lián)后的一端連接至所述的輸出端子0+、另一端連接至所述的輸入端子1+，或一端連接至所述的輸出端子0-、另一端連接至所述的輸入端子1-。
[0007]所述逆變單元為電壓源型逆變器，所述電壓源型逆變器的輸出為基波頻率變化的電壓或基波頻率固定的電壓，電壓等級(jí)為380V?10kV。
[0008]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0009]1)本實(shí)用新型在已經(jīng)配置了多套獨(dú)立電源的應(yīng)用場(chǎng)合，有二路以上電源同時(shí)供電情況下，不需要配置額外的后備電池，當(dāng)某一路電源失電時(shí)，剩余的電源會(huì)繼續(xù)供電，變頻器輸出不會(huì)產(chǎn)生任何波動(dòng)。若采用一路電源供電，另外一路備份的方式，這在原有電源間斷，切換到新電源供電的過(guò)程中，由于直流環(huán)節(jié)電容的存在，可以確保電機(jī)運(yùn)行不受波動(dòng)。本實(shí)用新型僅需要一套變頻器即可實(shí)現(xiàn)輸入電源的冗余備份功能，便于維護(hù)，成本低。
[0010]2)本實(shí)用新型基于成熟的變頻器技術(shù)，不僅易于實(shí)現(xiàn)，而且便于維護(hù)，成本低。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的方框示意圖。
[0012]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的三相整流模塊結(jié)構(gòu)的方框示意圖。
[0013]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的儲(chǔ)能單元結(jié)構(gòu)的方框示意圖。
[0014]圖中:1、整流單元；101、三相整流橋；102、三相電抗器或?yàn)V波器；103、交流預(yù)充電單元；
[0015]2、儲(chǔ)能單元；201、電容模塊；202、電池模塊；203、直流電抗器；204、直流預(yù)充電單元；
[0016]3、逆變單元；4、電機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0017]根據(jù)附圖1，本實(shí)用新型一種多電源輸入的變頻器主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括整流單元
1、儲(chǔ)能單元2和逆變單元3。所述的整流單元1包含η個(gè)(η為大于等于2的自然數(shù))三相整流模塊，所述的η個(gè)三相整流模塊的輸入端分別連接獨(dú)立電源，所述的η個(gè)三相整流模塊的輸出端并聯(lián)后與所述的儲(chǔ)能單元2的輸入端連接，所述的儲(chǔ)能單元2的輸出端與所述逆變單元3的輸入端連接，所述的逆變單元3的輸出端連接至電機(jī)4 ο所述的儲(chǔ)能單元設(shè)有兩個(gè)輸入端子1+和1-，兩個(gè)輸出端子0+和0-。所述逆變單元為電壓源型逆變器，所述電壓源型逆變器將直流電壓轉(zhuǎn)換為基波頻率變化的電壓或基波頻率固定的電壓后輸出，電壓等級(jí)為380V?10kV。所述逆變單元的負(fù)載為電機(jī)或其他適用逆變器驅(qū)動(dòng)的負(fù)載。
[0018]所述的整流模塊通過(guò)二極管或其他電力電子器件如1681'，16(:1'，^61'，50?等組成可控、半控或不可控整流電路，將電網(wǎng)交流電壓轉(zhuǎn)化為直流電壓。所述整流單元中的三相整流模塊在最簡(jiǎn)單的情況下為三相整流橋。
[0019]根據(jù)需要，所述的三相整流模塊還可以配置三相電抗器或?yàn)V波器，若需要抑制上電瞬間的沖擊電流，還需要配置交流預(yù)充電單元，所述的三相電抗器或?yàn)V波器和所述交流預(yù)充電單元串聯(lián)后連接至三相整流橋的輸入端。
[0020]所述儲(chǔ)能單元使用電解電容或膜電容將直流電壓進(jìn)行平滑濾波，并存儲(chǔ)一定容量的電能，在最簡(jiǎn)單的情況下可以僅包含電容模塊。根據(jù)需要，所述的儲(chǔ)能單元也可以額外配置電池模塊，增加系統(tǒng)的冗余度，還可以配置直流電抗器和直流預(yù)充電單元。
[0021]本實(shí)用新型由于配置了η個(gè)(η為大于等于2的自然數(shù))整流模塊，每個(gè)整流模塊都有各自獨(dú)立的輸入電源，只要有一路輸入電源正常，變頻器即可正常運(yùn)行。運(yùn)行過(guò)程中某一路電源失電時(shí)，其他路電源會(huì)繼續(xù)供電，變頻器輸出不會(huì)產(chǎn)生任何波動(dòng)。在已經(jīng)配置了多套獨(dú)立電源的應(yīng)用場(chǎng)合，使用本拓?fù)涞淖冾l器，不需要配置額外的后備電池，僅需要一套變頻器即可實(shí)現(xiàn)輸入電源的冗余備份功能。易于實(shí)現(xiàn)，便于維護(hù)，成本低。
[0022]下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步闡述:
[0023]根據(jù)圖2，是本實(shí)用新型三相整流模塊具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)方框示意圖。三相整流模塊包括三相整流橋101、三相電抗器或?yàn)V波器102及交流預(yù)充電單元103。所述的三相電抗器或?yàn)V波器102和所述交流預(yù)充電單元103串聯(lián)后連接至三相整流橋101的輸入端。變頻器不需要交流預(yù)充電時(shí)可以省略所述交流預(yù)充電單元103;變頻器輸入端功率因數(shù)和諧波滿足要求時(shí)，可以省略所述三相電抗器或?yàn)V波器102，所述整流模塊在最簡(jiǎn)單情況下可以僅為三相整流橋。
[0024]根據(jù)圖3，是本實(shí)用新型儲(chǔ)能單元具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)方框示意圖。儲(chǔ)能單元包括電容模塊201、電池模塊202、直流電抗器203和直流預(yù)充電單元204。將所述儲(chǔ)能單元中的電容模塊201和所述電池模塊202并聯(lián)，并聯(lián)后的一端作為輸出端子0+，另外一端作為輸出端子0-，再將所述直流電抗器203和所述直流預(yù)充電單元204串聯(lián)，串聯(lián)后的一端連接至所述的輸出端子0+、另一端連接至所述的輸入端子1+，或一端連接至所述的輸出端子0-、另一端連接至所述的輸入端子1-。
[0025]所述電池模塊202可以增加系統(tǒng)的冗余度，在所有輸入電源同時(shí)失電時(shí)，可以為系統(tǒng)提供一定時(shí)間的能量支撐，不需要此功能時(shí)，電池模塊202可以省略。所述直流電抗器203或所述直流預(yù)充電單元204也可以不串聯(lián)連接，分別連接在輸入端子1+和輸出端子0+之間，以及輸入端子1-和輸出端子0-之間。
[0026]所述直流電抗器203可以減小輸入電壓的諧波和直流電壓的波動(dòng)，系統(tǒng)滿足要求時(shí)，可以省略所述直流電抗器203。
[0027]所述直流預(yù)充電單元204可以抑制變頻器上電瞬間的沖擊電流，變頻器已經(jīng)配置有交流預(yù)充電單元或者系統(tǒng)不需要預(yù)充電時(shí)，可以省略所述直流預(yù)充電單元204。
[0028]所述儲(chǔ)能單元最簡(jiǎn)單情況下可以僅包含電容模塊201。
[0029]上述具體實(shí)施例僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，用于對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)解釋?zhuān)⒎鞘菍?duì)本實(shí)用新型的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員顯然可以根據(jù)本實(shí)用新型公開(kāi)的內(nèi)容對(duì)【具體實(shí)施方式】作各種等同修改、變化和替換，這些等同修改、變化和替換都應(yīng)該屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以本案權(quán)利要求書(shū)的描述為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種多電源輸入的變頻器主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征在于:包括整流單元、儲(chǔ)能單元和逆變單元，所述整流單元包含有η個(gè)三相整流模塊，η為大于等于2的自然數(shù)，所述的η個(gè)三相整流模塊的輸入端分別連接獨(dú)立電源，所述的η個(gè)三相整流模塊的輸出端并聯(lián)后與所述儲(chǔ)能單元的輸入端連接，所述儲(chǔ)能單元的輸出端與所述逆變單元的輸入端連接，所述逆變單元的輸出端連接至電機(jī)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多電源輸入的變頻器主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征在于:所述整流單元中的三相整流模塊包括三相整流橋。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多電源輸入的變頻器主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的三相整流模塊還包括三相電抗器或?yàn)V波器和交流預(yù)充電單元，所述的三相電抗器或?yàn)V波器和所述交流預(yù)充電單元串聯(lián)后連接至三相整流橋的輸入端。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多電源輸入的變頻器主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的儲(chǔ)能單元包括電容模塊，所述的儲(chǔ)能單元設(shè)有兩個(gè)輸入端子1+和1-，兩個(gè)輸出端子0+和0-。5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的多電源輸入的變頻器主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的儲(chǔ)能單元還包括電池模塊、直流電抗器和直流預(yù)充電單元，將所述儲(chǔ)能單元中的電容模塊和所述電池模塊并聯(lián)，并聯(lián)后的一端作為輸出端子0+，另外一端作為輸出端子0-，再將所述直流電抗器和所述直流預(yù)充電單元串聯(lián)，串聯(lián)后的一端連接至所述的輸出端子0+、另一端連接至所述的輸入端子1+，或一端連接至所述的輸出端子0-、另一端連接至所述的輸入端子1-。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多電源輸入的變頻器主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征在于:所述逆變單元為電壓源型逆變器，所述電壓源型逆變器的輸出為基波頻率變化的電壓或基波頻率固定的電壓，電壓等級(jí)為380V?10kV。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型為一種多電源輸入的變頻器主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括整流單元、儲(chǔ)能單元和逆變單元，所述整流單元包含n個(gè)（n為大于等于2的自然數(shù)）三相整流模塊，所述的n個(gè)三相整流模塊的輸入端分別連接至獨(dú)立電源，所述的n個(gè)三相整流模塊的輸出端并聯(lián)后與所述儲(chǔ)能單元的輸入端連接，所述儲(chǔ)能單元的輸出端與所述逆變單元的輸入端連接，所述逆變單元的輸出端連接至電機(jī)。本實(shí)用新型易于實(shí)現(xiàn)、成本低、可靠性高。
【IPC分類(lèi)】H02M5/458
【公開(kāi)號(hào)】CN205105110
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520960061
【發(fā)明人】陳曉棣
【申請(qǐng)人】上海能傳電氣有限公司
【公開(kāi)日】2016年3月23日
【申請(qǐng)日】2015年11月27日