專利名稱：一種四象限變頻器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種四象限變頻器。
背景技術：
二象限變頻器電路原理如圖1所示，包括并聯的二極管整流電路和逆變器電路。 現有技術中要將其改造成四象限變頻器，主要是通過IGBT整流電路對二象限變頻器的輸 入整流電路進行改造。一種方案只是將IGBT整流電路并聯到逆變器電路上，即IGBT整流電路的交流輸 入端與母線電連接，直流輸出端與逆變器電路電連接。這種就會有如圖2和圖3箭頭線所 示的環流出現，環流的存在帶來如下問題1、造成主回路內電磁元件噪聲增大；2、額外的 環流造成整流器和變頻器發熱增加，持續工作能力和過載工作能力下降；3、主回路內的電 磁元件鐵損增加，溫升升高，壽命減短。另一種方案是將不控的二極管整流電路、半控的晶閘管整流電路拆除，用IGBT整 流電路替代，改造后如圖4所示，切斷了環路，消除環路電路引起的噪聲、發熱等問題。但也 存在以下的問題變頻器一般在整流電路集成在一起的有輔助電源輸入電路、交流電壓檢 測電路等功能電路，單純的將通用變頻器的輸入斷開，會導致變頻器內部的一部分輔助電 源無法工作，進而導致電路板不工作、風扇不轉、指示燈不亮等問題，交流電壓檢測不到輸 入電壓而報輸入欠壓故障，從而無法啟機。而且在很多應用場合，這些做法都是行不通的， 或者操作難度巨大的。有設備集成商或者設備運營商對于某些通用變頻器很熟悉，提出了跳接變頻器內 部檢測電路、短接輸入銅排和輔助電源接口等方法可以排除此類應用問題，但是在對已經 投產的設備、非同一集成商提供的設備，里面的變頻器往往無法打開外殼進行電路的短接、 跳接，因此此類方法存在較多的應用局限。未經過變頻器生產商所進行的變頻器內部電路 改動，還會給變頻器今后的維護和修理帶來很大的麻煩。如果直接購買逆變器和整流器配合使用，可以避免此類問題。但有很多變頻器廠 家希望將整流器和逆變器捆綁銷售(如ABB)，不單獨賣逆變器或者整流器，因此，對于通用 變頻器節能改造的項目，也存在較大的局限，原有變頻器也許在改造后無法使用。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是克服現有技術中所存在的上述缺點，而提供一 種設計合理、成本低、改造方便的四象限變頻器。本實用新型解決上述問題所采用的技術方案是一種四象限變頻器，包括二象限 變頻器、IGBT整流電路、母線；二象限變頻器包括并聯的二極管整流電路和逆變器電路，二 極管整流電路的直流輸出端和逆變器電路的直流輸入端電連接；母線分成第一股和第二 股，第一股與二極管整流電路電連接，在該股上電連接有輸入開關，第二股與IGBT整流電 路的交流輸入端電連接；其特征在于在逆變器電路的直流輸出端上電連接有一號直流接線端子；IGBT整流電路的直流輸出端上電連接有二號直流接線端子，二號直流接線端子 與一號直流接線端子電連接；還包括隔離變壓器，隔離變壓器與輸入開關并聯。本實用新型在母線的第二股上電連接有斷路器。本實用新型與現有技術相比，具有如下優點和效果設備成本低、電路連接簡單靈 活。使得原有的兩象限變頻器得以保留應用，變頻器內部電路不需要打開來改動。或者在新 的變頻器應用領域，采用較為便宜的通用變頻器和非同一品牌的整流器相配合成為可能， 減少了設備運營商的初期投資，降低了設備集成商的成本。
圖1為二象限變頻器電路原理圖。圖2和圖3均為由二象限變頻器改裝的四象限變頻器電路原理圖。圖4為二象限變頻器改裝的四象限變頻器另一種電路原理圖。圖5為本實用新型實施例的電路原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖并通過實施例對本實用新型作進一步說明。實施例參見圖5，本實用新型實施例包括二象限變頻器1、IGBT整流電路2、隔離 變壓器3、母線。母線分成第一股13和第二股22。母線用于連接交流電網。二象限變頻器1包括并聯的二極管整流電路11和逆變器電路12，二極管整流電 路11的直流輸出端和逆變器電路12的直流輸入端電連接。在二極管整流電路11上電連 接有母線的第一股13，在第一股13上電連接有輸入開關14。在逆變器電路12的直流輸出 端上電連接有一號直流接線端子15。一號直流接線端子15位于變頻器殼體的外部。IGBT整流電路2的交流輸入端與母線的第二股22電連接，其直流輸出端上電連接 有二號直流接線端子21，二號直流接線端子21與一號直流接線端子15電連接。在第二股 22上電連接有斷路器23。隔離變壓器3與輸入開關14并聯。二號直流接線端子21與一號直流接線端子15電連接，輸入開關14斷開，此時變 頻器通過隔離變壓器3連接到電網。當IGBT整流電路2工作的時候，電網的交流電能經過 IGBT整流電路2的整流，變換成直流電，變頻器得到此部分能量，再根據控制設備的指令輸 出指定頻率的電能驅動電機。當然，一部分電能也經過隔離變壓器3，提供給變頻器的輔助 電源和檢測電路等內部電路。因為母線電壓穩定值高于電網交流電壓的峰值，因此二極管 整流電路11不工作，處在阻斷狀態。當能量從電機反饋回變頻器的時候，因為電機的回饋制動，逆變器電路12將電機 發出的電能整流成直流電，整流器將此部分直流電逆變反饋回電網。因為二極管整流電路 11的單向導通特性，直流電能無法經過變頻器原有的整流電路回饋回電網，因此，隔離變壓 器3此時也僅僅提供變頻器的輔助電源、檢測電路等功能電路的供電。基于上述工作過程的描述，可以發現，隔離變壓器3處理的能量并不是很多，因 此，隔離變壓器3的容量不需要很大。一般變頻器內部供電需要1 3KVA即可，考慮到隔離變壓器3的安裝空間會比較緊張，散熱條件會比較差，因此對隔離變壓器的容量做一些 放大即可滿足應用需求。因為隔離變壓器3的容量較小，因此其內阻較大。斷開斷路器23，閉合輸入開關 14，隔離變壓器3就被旁路掉，IGBT整流電路2被切斷，本實施例就可作為二象限變頻器使用。在環流抑制的作用上，由于環流表現為三相電流之和，由于隔離變壓器3的磁通 阻滯和本身內阻的作用，環流路徑被隔斷，并且路徑內存在較大阻抗，因此環流基本上被消 除。
權利要求1.一種四象限變頻器，包括二象限變頻器、IGBT整流電路、母線；二象限變頻器包括并 聯的二極管整流電路和逆變器電路，二極管整流電路的直流輸出端和逆變器電路的直流輸 入端電連接；母線分成第一股和第二股，第一股與二極管整流電路電連接，在該股上電連接 有輸入開關，第二股與IGBT整流電路的交流輸入端電連接；其特征在于在逆變器電路的 直流輸出端上電連接有一號直流接線端子；IGBT整流電路的直流輸出端上電連接有二號 直流接線端子，二號直流接線端子與一號直流接線端子電連接；還包括隔離變壓器，隔離變 壓器與輸入開關并聯。
2.根據權利要求1所述的四象限變頻器，其特征在于在母線的第二股上電連接有斷 路器。
專利摘要本實用新型涉及一種四象限變頻器。本實用新型包括二象限變頻器、IGBT整流電路、母線；二象限變頻器包括并聯的二極管整流電路和逆變器電路，二極管整流電路的直流輸出端和逆變器電路的直流輸入端電連接；母線分成第一股和第二股，第一股與二極管整流電路電連接，在該股上電連接有輸入開關，第二股與IGBT整流電路的交流輸入端電連接；其特征在于在逆變器電路的直流輸出端上電連接有一號直流接線端子；IGBT整流電路的直流輸出端上電連接有二號直流接線端子，二號直流接線端子與一號直流接線端子電連接；還包括隔離變壓器，隔離變壓器與輸入開關并聯。本實用新型設計合理、成本低、改造方便。
文檔編號H02M5/45GK201937478SQ20102069240
公開日2011年8月17日 申請日期2010年12月31日 優先權日2010年12月31日
發明者仇建喜, 沙世澳, 陳林 申請人:上海海得控制系統股份有限公司