整流回饋電路的製作方法

2023-10-09 19:10:54

整流回饋電路的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種整流回饋電路，用於變頻調速系統，該整流回饋電路包括整流電路及能量回饋電路。整流電路，用於將輸入電網的交流電轉化為直流電輸出至直流母線，直流母線為變頻調速系統供電；能量回饋電路，用於將直流母線上的多餘電能回饋至輸入電網。本實用新型整流回饋電路，將位於整流電路輸出側的直流母線經能量回饋電路與位於整流電路輸入側的輸入電網連接起來，使得由直流母線供電的變頻調速系統在被動運行的情形下生成的再生能量經能量回饋電路反饋至輸入電網，從而實現了再生能量的在線回收，既提高了整個系統的節能效率，又保證了變頻調速系統直流供電電壓的穩定性。
【專利說明】整流回饋電路
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及節能控制領域，特別地，涉及一種整流回饋電路。
【背景技術】
[0002]隨著科技的發展，交流電機變頻調速技術已被廣泛應用。如施工升降機領域，由於施工升降機啟動時的啟動電流大，且在下行過程中存在較大的勢能，每次停機時機械衝擊大，將變頻調速應用於施工升降機後，施工升降機由變頻調速器控制逐漸加速至給定速度，運行平穩、機械衝擊小，且施工升降機的耗電量由小逐漸變大，無衝擊電流。當施工升降機下行時，利用施工升降機自身的勢能拖動電動機運行，耗電量小。因此，變頻控制的施工升降機與普通的採用交流接觸器直接控制電動機驅動的升降機相比，節能效率在40%以上。
[0003]一般一臺施工升降機有兩個吊籠同時延標準帶上下運行，兩邊吊籠有兩套獨立的電控裝置，也就是說在變頻施工升降機中有兩套獨立的變頻控制系統。目前，對低壓變頻器來說，其主電路模式幾乎是統一的電壓型，交一直一交電路，即整流一交流轉直流電路，濾波電路，IGBT逆變電路——直流變交流電路的原理來完成電動機的調速，從而驅動變頻施工升降機調速運行。在變頻施工升降機運行中，施工升降機上行時，變頻器向外輸出功率，當施工升降機下行時，由於吊籠、吊籠內載重的勢能拖動電動機運行，這時電動機處在發電狀態，電動機所發的電量通過IGBT的續流二極體整流後疊加在變頻器的整流電路上，從而引起變頻器直流母線電壓升高，習慣上常常把施工升降機下行時電動機所發的這部分電能叫再生能量。如果電動機發出的這部分再生能量不被消耗掉，會引起變頻器直流母線側電壓的升高，從而影響變頻器的正常運行。現有的通用的變頻器再生能量處理方式為能耗制動，即當再生能量引起變頻器母線電壓升高到某一值時，制動單元控制再生能量以熱能方式通過制動電阻來消耗。因此，變頻器的再生能量就被白白浪費掉了，而且由於制動電阻在消耗這部分再生能量時會產生大量熱量，嚴重影響施工升降機利變頻器的運行環境。
實用新型內容
[0004]本實用新型目的在於提供一種整流回饋電路，以解決現有的變頻調速系統再生能量難以回收利用的技術問題。
[0005]為實現上述目的，本實用新型採用的技術方案如下:
[0006]一種整流回饋電路，用於變頻調速系統，該整流回饋電路包括整流電路及能量回饋電路；
[0007]整流電路，用於將輸入電網的交流電轉化為直流電輸出至直流母線，直流母線為變頻調速系統供電；
[0008]能量回饋電路，用於將直流母線上的多餘電能回饋至輸入電網。
[0009]進一步地，能量回饋電路包括電壓檢測模塊、處理器、驅動模塊及逆變模塊；
[0010]電壓檢測模塊，用於檢測直流母線上的直流電壓並將檢測直流電壓的檢測信號輸出至處理器；[0011]處理器，用於根據檢測信號控制驅動模塊工作；
[0012]逆變模塊，與直流母線連接，用於根據驅動模塊的驅動信號將直流母線上的再生能量逆變成交流電輸出至輸入電網。
[0013]進一步地，逆變模塊為由IGBT組成的逆變器。
[0014]進一步地，處理器為DSP處理器。
[0015]進一步地，整流電路為二極體整流橋、可控矽整流橋或者由IGBT組成的四象限變流器。
[0016]進一步地，直流母線經供電電纜並聯連接有多個變頻調速器。
[0017]進一步地，供電電纜上設有過流檢測模塊及開關單元，開關單元的控制端與過流檢測模塊的輸出端連接，開關單元根據過流檢測模塊的輸出信號導通或者斷開供電電纜。
[0018]進一步地，過流檢測模塊為電流互感器、分流器或者霍爾元件。
[0019]進一步地，開關單元為繼電器或者接觸器。
[0020]進一步地，能量回饋電路還設有故障輸出繼電器，故障輸出繼電器與開關單元的控制端連接，以控制開關單元的導通或者斷開。
[0021]本實用新型具有以下有益效果:
[0022]本實用新型整流回饋電路，將位於整流電路輸出側的直流母線經能量回饋電路與位於整流電路輸入側的輸入電網連接起來，使得由直流母線供電的變頻調速系統在被動運行的情形下生成的再生能量經能量回饋電路反饋至輸入電網，從而實現了再生能量的在線回收，既提高了整個系統的節能效率，又保證了變頻調速系統直流供電電壓的穩定性。
[0023]除了上面所描述的目的、特徵和優點之外，本實用新型還有其它的目的、特徵和優點。下面將參照圖，對本實用新型作進一步詳細的說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]構成本申請的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用於解釋本實用新型，並不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中:
[0025]圖1是本實用新型優選實施例整流回饋電路的電路結構示意圖。
【具體實施方式】
[0026]以下結合附圖對本實用新型的實施例進行詳細說明，但是本實用新型可以由權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。
[0027]參照圖1，本實用新型的優選實施例提供了一種整流回饋電路，用於變頻調速系統，該整流回饋電路包括整流電路10及能量回饋電路20。其中，整流電路10，用於將輸入電網30的交流電轉化為直流電輸出至直流母線40，直流母線40為變頻調速系統提供直流電；能量回饋電路20，用於將直流母線40上的多餘電能回饋至輸入電網30。由於變頻調速系統在被動運行的情形下會產生再生能量，從而導致直流母線40側的電壓升高，影響變頻調速系統的正常運行，本實用新型實施例通過將位於整流電路10輸出側的直流母線40經能量回饋電路20與位於整流電路10輸入側的輸入電網30連接起來，使得由直流母線40供電的變頻調速系統在被動運行的情形下生成的再生能量經能量回饋電路20反饋至輸入電網30，從而實現了再生能量的在線回收，既提高了整個系統的節能效率，又保證了變頻調速系統直流供電電壓的穩定性。
[0028]在本實施例中，能量回饋電路20包括電壓檢測模塊21、處理器22、驅動模塊23及逆變模塊24。其中，電壓檢測模塊21，用於檢測直流母線40上的直流電壓並將檢測信號輸出至處理器22;處理器22，用於根據該檢測信號控制驅動模塊23工作，具體來說，該檢測信號為直流電壓的幅值，處理器根據直流電壓的幅值來控制驅動模塊23工作；逆變模塊24，與直流母線40連接，用於根據驅動模塊23的驅動信號將直流母線40上的再生能量逆變成交流電輸出至輸入電網30。
[0029]能量回饋電路20的工作原理如下:當直流母線40側形成再生能量時，直流母線40上的直流電壓升高，電壓檢測模塊21檢測到直流母線40的電壓升高到一定值後，處理器22控制驅動模塊23驅動逆變模塊24工作，逆變模塊24將直流母線40上的再生能量逆變成交流電回饋至輸入電網30;當直流母線40上的電壓降低到一定值，處理器22自動控制驅動模塊23停止驅動逆變模塊24工作。本實施例中，逆變模塊24為由IGBT組成的逆變器，處理器22通過檢測輸入電網30的三相輸入電源的波形，控制逆變模塊24逆變輸出與輸入電網30同頻同相的交流電；處理器22優選為DSP處理器。優選地，處理器22還根據檢測能量回饋電路20的回饋電流，控制能量回饋電路20在過流時通過故障輸出繼電器斷開變頻調速電路的直流供電，從而保證變頻調速電路和能量回饋電路20的安全。
[0030]在本實施例中，整流電路10為二極體整流橋、可控矽整流橋或者由IGBT組成的四象限變流器。當整流電路10為二極體整流橋或者可控矽整流橋時，直流母線40上的再生能量經能量回饋電路20回饋至輸入電網30上；當整流電路10選用由IGBT組成的四象限變流器，直流母線40上的再生能量由四象限變流器直接反饋給輸入電網30。
[0031]優選地，直流母線40經供電電纜41並聯連接有兩個以上變頻調速器，且供電電纜41上設有過流檢測模塊及開關單元，開關單元的控制端與過流檢測模塊的輸出端連接，開關單元根據過流檢測模塊的輸出信號導通或者斷開供電電纜41。這樣，既實現了多個變頻調速器共用直流母線40輸出的直流電源，又實現了多個變頻調速器形成的再生能量經共用的能量回饋電路20回饋至輸入電網30;且通過分別控制與變頻調速器相連的供電電纜41的通斷，避免了各個變頻調速器之間的互相干擾。其中，過流檢測模塊用於檢測供電電纜41是否過流，當供電電纜41過流時，過流檢測模塊輸出觸發信號給開關單元以斷開供電電纜41，實現對變頻調速器的保護；且通過單獨控制，保證了各變頻調速器出現故障時互不影響。本實施例中，過流檢測模塊可選用電流互感器、分流器或者震爾元件；開關單元可選用繼電器或者接觸器。
[0032]優選地，能量回饋電路20設有故障輸出繼電器，故障輸出繼電器與開關單元的控制端連接，當能量回饋電路20存在過流、過壓等故障狀況時，故障輸出繼電器輸出開關信號以控制開關單元斷開供電電纜41，從而保證能量回饋電路20在故障狀況下，變頻調速器
停止工作。
[0033]在本實施例中，參照圖1，直流母線40經兩組供電電纜41並聯連接有變頻調速器F1、F2。與變頻調速器Fl相連的供電電纜41上設有電流檢測模塊Hl及接觸器Kl，當電流檢測模塊Hl檢測到該供電電纜41過流時，控制接觸器Kl斷開變頻調速器Fl的供電電路；與變頻調速器F2相連的供電電纜41上設有電流檢測模塊H2及接觸器K2，當電流檢測模塊H2檢測到該供電電纜41過流時，控制接觸器K2斷開變頻調速器F2的供電電路。
[0034]以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，並不用於限制本實用新型，對於本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種整流回饋電路，用於變頻調速系統，其特徵在於，包括整流電路(10)及能量回饋電路(20)； 所述整流電路(10)，用於將輸入電網(30)的交流電轉化為直流電輸出至直流母線(40)，所述直流母線(40)為變頻調速系統供電； 所述能量回饋電路(20)，用於將所述直流母線(40)上的多餘電能回饋至所述輸入電網(30)； 所述能量回饋電路(20)包括電壓檢測模塊(21)、處理器(22)、驅動模塊(23)及逆變模塊(24)； 所述電壓檢測模塊(21)，用於檢測所述直流母線(40)上的直流電壓並將檢測所述直流電壓的檢測信號輸出至所述處理器(22);所述檢測信號為所述直流電壓的幅值； 所述處理器(22)，用於根據所述檢測信號控制所述驅動模塊(23)工作； 所述逆變模塊(24 )，與所述直流母線(40 )連接，用於根據所述驅動模塊(23 )的驅動信號將所述直流母線(40 )上的再生能量逆變成交流電輸出至所述輸入電網(30 )。
2.根據權利要求1所述的整流回饋電路，其特徵在於， 所述逆變模塊(24)為由IGBT組成的逆變器。
3.根據權利要求1所述的整流回饋電路，其特徵在於， 所述處理器(22)為DSP處理器。
4.根據權利要求1所述的整流回饋電路，其特徵在於， 所述整流電路(10)為二極體整流橋、可控矽整流橋或者由IGBT組成的四象限變流器。
5.根據權利要求1所述的整流回饋電路，其特徵在於， 所述直流母線(40 )經供電電纜(41)並聯連接有多個變頻調速器。
6.根據權利要求5所述的整流回饋電路，其特徵在於， 所述供電電纜(41)上設有過流檢測模塊及開關單元，所述開關單元的控制端與所述過流檢測模塊的輸出端連接，所述開關單元根據所述過流檢測模塊的輸出信號導通或者斷開所述供電電纜(41)。
7.根據權利要求6所述的整流回饋電路，其特徵在於， 所述過流檢測模塊為電流互感器、分流器或者霍爾元件。
8.根據權利要求6所述的整流回饋電路，其特徵在於， 所述開關單元為繼電器或者接觸器。
9.根據權利要求6所述的整流回饋電路，其特徵在於， 所述能量回饋電路(20)還設有故障輸出繼電器，所述故障輸出繼電器與所述開關單元的控制端連接，以控制所述開關單元的導通或者斷開。
【文檔編號】H02J3/38GK203481842SQ201320425246
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年7月17日 優先權日:2013年7月17日
【發明者】王少何, 陳喜生, 王心正, 馬繼安, 劉自雄, 孟偉 申請人:湖南中建建科機械有限公司