一種具有能量回饋功能的變頻制動裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電氣控制領域，具體涉及一種具有能量回饋功能的變頻制動裝置。
【背景技術】
[0002]變頻器(Variable-frequency Drive，VFD)是應用變頻技術與微電子技術，通過改變電機工作電源頻率方式來控制交流電動機的電力控制設備。現有的變頻器控制系統中，比如ABB變頻器系統電鏟，其在制動耗能方式上采用制動電阻消耗電鏟在下降過程中電動機釋放的多余電能，該多余電能以串聯電阻產生熱量的方式散發到環境中，等同于消耗掉一部分電能而不具有效能產出。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的在于克服上述不足，提供了一種具有能量回饋功能的變頻制動裝置，即實現能量回饋，又能保證原變頻器工作的穩定性。
[0004]為達到上述實用新型的目的，本實用新型通過以下技術方案實現:
[0005]本實用新型的一種具有能量回饋功能的變頻制動裝置，包括電動機、變頻器和能量回饋模塊，所述變頻器包括有并聯在正直流母線和負直流母線之間的逆變電路和整流電路，電動機的三相線通過逆變電路接入變頻器，整流電路與電網的三相線電性連接，其特征在于:所述逆變電路和整流電路之間的負直流母線中串聯有至少一個直流電抗器和至少一個限流電阻器，限流電阻器兩端并聯有至少一個二極管，在限流電阻器與逆變電路之間的負直流母線和正直流母線之間并聯有串聯的制動電阻和制動斬波器，所述制動電阻兩端分別與能量回饋模塊的正直流母線和負直流母線連接，所述能量回饋模塊的能量輸出端與電網連接。
[0006]所述制動斬波器采用功率MOSFET或者IGBT模塊。
[0007]所述能量回饋模塊為三相橋式IGBT逆變電路。
[0008]所述整流電路與電網之間的三相線上各串聯有至少一個斷路器。
[0009]本實用新型的與現有技術相比，具有如下優點:
[0010]本實用新型的一種具有能量回饋功能的變頻制動裝置，采用限流電阻器及其并聯的二極管，前者可實現系統啟動時短暫的緩沖啟動電流，后者用于限流電阻的回流放電，采用直流電抗器，實現將疊加在直流電流上的交流分量限定在某一規定值，保持整流電流連續，減少電流脈動值，改善輸入功率因數，并可以抑制整流電流產生的諧波，在變頻器中，通過制動電阻兩端向能量回饋模塊釋放電能，能量回饋模塊向電網回饋電能，實現制動能耗的回收，回收效率約為20 %。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型的一種具有能量回饋功能的變頻制動裝置的原理示意圖。
[0012]圖2為本實用新型的一種具有能量回饋功能的變頻制動裝置的電路結構圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖和實施例對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部實施例。
[0014]實施例
[0015]請參閱圖1和圖2，分別是本實用新型的具有能量回饋功能的變頻制動裝置的原理不意圖和電路結構圖O
[0016]如圖1所示，交流變壓器輸出端作為電網與變頻器電性連接，變頻器輸出一定頻率的工作電壓能到電動機，此處的電動機為交流變頻電動機，使之處于工作狀態；本實用新型在變頻器引入能量回饋模塊，在實施例中采用ABB變頻器，當電動機切換至制動狀態時，電動機中的電能通過變頻器輸送到能量回饋模塊，能量回饋模塊再將接收的制動電能回饋到電網，實現制動電能的回收，以替代原有的ABB變頻器系統的電動機制動能耗方式，即以串聯電阻發熱方式消耗制動電能。
[0017]如圖2所示，具體實現變頻制動和能量回饋的電路結構如下所述。
[0018]本實用新型實施例的具有能量回饋功能的變頻制動裝置，包括電動機150、變頻器和能量回饋模塊140。
[0019]所述變頻器包括有并聯在正直流母線和負直流母線之間的逆變電路110和整流電路120，電動機150的三相線通過逆變電路110接入變頻器，整流電路120與電網的三相線電性連接，在限流電阻器132與逆變電路120之間的負直流母線和正直流母線之間并聯有相串聯的制動電阻136和制動斬波器135，所述制動電阻136兩端分別與所述能量回饋模塊140的正直流母線和負直流母線連接。
[0020]所述逆變電路110為三相橋式IGBT逆變電路，以兩個串聯的IGBT模塊構成橋臂，三個橋臂各自的兩端分別電性連接負直流母線和正直流母線，電動機150的三相線分別接入三相橋式IGBT電路的各橋臂中點，所述橋臂中點為兩個串聯IGBT模塊的共點端。
[0021]進一步，所述逆變電路110的正、負直流母線上還并聯有至少一個儲能電容134。
[0022]所述整流電路120為二極管三相橋式整流電路，電網的三相線分別接入整流電路120各橋臂的串聯二極管的共點端。
[0023]所述能量回饋模塊140為三相橋式IGBT逆變電路，其三個橋臂中點作為能量輸出端與電網連接。
[0024]進一步，所述能量回饋模塊140的正、負直流母線兩端并聯有至少一個儲能電容142。
[0025]所述逆變電路110和整流電路120之間的負直流母線中串聯有至少一個直流電抗器131和至少一個限流電阻器132，限流電阻器132兩端并聯有至少一個二極管133，所述直流電抗器131，又稱平波電抗器，主要用于變流器的直流側，在通用變頻器上有較多的應用，直流電抗器131中有流過的具有交流分量的直流電流，主要用途是將疊加在直流電流上的交流分量限定在某一規定值，保持整流電流連續，減小電流脈動值，改善輸入功率因數，并可以抑制變流裝置產生的諧波；所述限流電阻器132用于在變頻制動裝置啟動時，短暫的緩沖啟動電流；緩沖二極管133用于限流電阻器132的回流放電。
[0026]所述制動斬波器135采用功率MOSFET或者IGBT模塊。
[0027]所述整流電路120與電網之間的三相線上各串聯有至少一個斷路器。
[0028]上述制動電阻136和制動斬波器135起到將制動能耗的回收作用，具體的，當正、負直流母線兩端的電壓高于額定電壓(DC 1050V)，制動斬波器啟動，開始釋放電能，能量回饋模塊140就是將該釋放的直流電能通過逆變電路回饋至電網，在本實施例中為交流變壓器的交流電源母排，實現制動能耗的回收。
[0029]上述實施例僅用以說明本實用新型而并非限制本實用新型所描述的技術方案；因此，盡管本說明書參照上述的各個實施例對本實用新型已進行了詳細的說明，但是，本領域的普通技術人員應當理解，仍然可以對本實用新型進行修改或者等同替換；而一切不脫離本實用新型的精神和范圍的技術方案及其改進，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求范圍當中。
【主權項】
1.一種具有能量回饋功能的變頻制動裝置，包括電動機(150)、變頻器和能量回饋模塊(140)，所述變頻器包括有并聯在正直流母線和負直流母線之間的逆變電路(110)和整流電路(120)，電動機(150)的三相線通過逆變電路(110)接入變頻器，整流電路(120)與電網的三相線電性連接，其特征在于:所述逆變電路(110)和整流電路(120)之間的負直流母線中串聯有至少一個直流電抗器(131)和至少一個限流電阻器(132)，限流電阻器(132)兩端并聯有至少一個二極管(133)，在限流電阻器(132)與逆變電路(120)之間的負直流母線和正直流母線之間并聯有串聯的制動電阻(136)和制動斬波器(135)，所述制動電阻(136)兩端分別與能量回饋模塊(140)的正直流母線和負直流母線連接，所述能量回饋模塊(140)的能量輸出端與電網連接。2.根據權利要求1所述的具有能量回饋功能的變頻制動裝置，其特征在于:所述制動斬波器(135)采用功率MOSFET或者IGBT模塊。3.根據權利要求1所述的具有能量回饋功能的變頻制動裝置，其特征在于:所述能量回饋模塊(140)為三相橋式IGBT逆變電路。4.根據權利要求1所述的具有能量回饋功能的變頻制動裝置，其特征在于:所述整流電路(120)與電網之間的三相線上各串聯有至少一個斷路器。
【專利摘要】本實用新型公開一種具有能量回饋功能的變頻制動裝置，包括電動機、變頻器和能量回饋模塊，變頻器的輸入端與電網三相電連接，輸出端與電動機三相電連接，變頻器的直流母線上串聯直流電抗器和限流電阻，限流電阻兩端并聯二極管，能量回饋模塊與變頻器的制動電阻兩端連接實現能量回收，能量回饋模塊的輸出端與電網連接，通過直流電抗器實現變頻器直流母線上的諧波抑制。
【IPC分類】H02P27/06, H02P3/22
【公開號】CN204835994
【申請號】CN201520601738
【發明人】翁慶堅, 陳軍峰, 陳景強, 林毓漢
【申請人】廣東廣業云硫礦業有限公司
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年8月11日