專利名稱：可連接多臺(tái)變頻器的新型能量回饋裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能量回饋裝置。
背景技術(shù)：
電動(dòng)機(jī)是電網(wǎng)的主要負(fù)載之一，由變頻器控制的電動(dòng)機(jī)在加速或
者提升重物時(shí)，需要從電網(wǎng)抽取電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能或者勢(shì)能；而在其減 速或者被重物帶動(dòng)運(yùn)行在制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，則會(huì)有動(dòng)能或者勢(shì)能轉(zhuǎn)化回為 電能，這部分電能即再生電能。在傳統(tǒng)的應(yīng)用中再生電能大多通過(guò)連 接在變頻器制動(dòng)單元上的制動(dòng)電阻轉(zhuǎn)換為熱能消耗掉，帶來(lái)了極大地 浪費(fèi)；而且這種方式會(huì)導(dǎo)致機(jī)房的環(huán)境溫度上升，不僅降低了設(shè)備的 壽命，還要求在機(jī)房添加散熱的設(shè)備，提高了運(yùn)行成本。
隨著傳統(tǒng)能源的枯竭以及環(huán)境污染的日益嚴(yán)重，世界能源價(jià)格不 斷攀升，節(jié)能環(huán)保意識(shí)也得到有效地推廣，所以如何有效得利用這部 分再生電能就成為人們關(guān)注的一個(gè)焦點(diǎn)，也是現(xiàn)在許多專家學(xué)者所研 究的一個(gè)課題。
目前已有的能量回饋裝置，雖然其三相逆變電路的結(jié)構(gòu)和本文所 述相同，但其大多工作在低頻開(kāi)關(guān)方式，開(kāi)關(guān)頻率小于1000Hz。這
種工作方式存在 —
(1) 濾波電抗器工作噪聲很大；
(2) 回饋電流除基波成分以外，還包含有大量諧波電流，給電網(wǎng)帶 來(lái)干擾；
(3) 功率因數(shù)和系統(tǒng)回饋效率不高。等比較明顯的缺點(diǎn)。
此外市場(chǎng)上大多數(shù)產(chǎn)品都為一拖一類型，即一臺(tái)變頻器配一臺(tái)能
量回饋裝置。當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)里有多臺(tái)變頻器的時(shí)候，就需要配備多臺(tái)能
量回饋裝置，導(dǎo)致系統(tǒng)的成本增加。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決整個(gè)系統(tǒng)里有多臺(tái)變頻器的時(shí)需要配備多臺(tái)能量 回饋裝置導(dǎo)致系統(tǒng)的成本增加的問(wèn)題，提供一種可連接多臺(tái)變頻器的 新型能量回饋裝置。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案
可連接多臺(tái)變頻器的新型能量回饋裝置，其特征在于包括直流 并聯(lián)二極管和濾波電容電路、三相逆變電路、三相濾波電路、智能主 控制單元；
所述直流并聯(lián)二極管和濾波電容電路，連接多個(gè)變頻器，限制各 變頻器的電能只能以直流形式輸入到能量反饋裝置中，且對(duì)直流輸入 起到穩(wěn)壓濾波的作用；
所述三相逆變電路，將從變頻器傳遞過(guò)來(lái)的直流電能逆變?yōu)榕c電 網(wǎng)同頻同相的交流電，傳送回電網(wǎng)中；
所述三相濾波電路，用于濾除基波以外的諧波；
所述智能主控制單元，通過(guò)采樣直流母線電壓、三相逆變電路的 輸出電流以及電網(wǎng)電壓信號(hào)輸出高頻脈沖觸發(fā)信號(hào)控制三相逆變電 路中六個(gè)開(kāi)關(guān)管的開(kāi)通和關(guān)斷；
所述直流并聯(lián)二極管和濾波電容電路包括二極管D7 Dn 電解電容組Cl Cn， 二極管D7 Dn陽(yáng)極連接各個(gè)變頻器直流輸出正 極、陰極接裝置內(nèi)部直流母線正極，裝置內(nèi)部直流母線負(fù)極連接各個(gè) 變頻器直流輸出負(fù)極，直流母線正負(fù)極之間連接有先兩兩串聯(lián)再并聯(lián) 的電解電容組Cl Cn，所述直流母線的電壓輸出信號(hào)傳遞給智能主 控制單元；
所述三相逆變電路包括高頻開(kāi)關(guān)管T1、 T2、 T3、 T4、 T5和T6，
所述開(kāi)關(guān)管以三相半橋的方式連接，所述三相逆變電路的三相輸出電 流信號(hào)傳遞給智能主控制單元；
所述三相濾波電路包括工頻電感Ll、 L2、 L3和EMI濾波器， 所述工頻電感Ll、 L2和L3的輸入端分別連接三相逆變電路的三相 輸出端，所述工頻電感L1、 L2和L3的輸出端連接EMI濾波器，所 述EMI濾波器輸出與電網(wǎng)電壓同頻同相的交流電到電網(wǎng)，所述電網(wǎng) 電壓信號(hào)傳遞給智能主控制單元；
所述智能主控制單元中包括有三相逆變電路的驅(qū)動(dòng)電路，連接三 相逆變電路控制其六個(gè)開(kāi)關(guān)管的開(kāi)通和關(guān)斷。
進(jìn)一步，所述三相濾波電路的工頻電感用于濾除低次諧波，EMI 濾波器用于濾除高次諧波。，
本發(fā)明中的EMI濾波器可根據(jù)客戶需求的不同，將EMI濾波器 與本產(chǎn)品一體設(shè)計(jì)，也可以將EMI濾波器作為配件進(jìn)行外部連接。 _本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)可運(yùn)行在單位功率因數(shù)、.對(duì)電網(wǎng)諧波干擾極低、 自動(dòng)相位識(shí)別、保護(hù)功能齊全、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作噪聲低、降低整個(gè)系 統(tǒng)的成本。
圖l是本發(fā)明的原理框圖。
圖2是本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)圖。 圖3是本發(fā)明的應(yīng)用圖。
圖4是本發(fā)明實(shí)施例一中三相逆變電路的動(dòng)作方式圖。 圖5是本發(fā)明實(shí)施例二中三相逆變電路的動(dòng)作方式圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例一
參照?qǐng)D1-3，可連接多臺(tái)變頻器的新型能量回饋裝置，包括直流 并聯(lián)二極管和濾波電容電路1、三相逆變電路2、三相濾波電路3、 智能主控制單元4;
所述直流并聯(lián)二極管和濾波電容電路l，連接多個(gè)變頻器，
各變頻器的電能只能以直流形式輸入到能量反饋裝置中，且對(duì)直流輸 入起到穩(wěn)壓濾波的作用；
所述三相逆變電路2，將從變頻器傳遞過(guò)來(lái)的直流電能逆變?yōu)榕c 電網(wǎng)同頻同相的交流電，傳送回電網(wǎng)中；
所述三相濾波電路，用于濾除基波以外的諧波；
所述智能主控制單元4，通過(guò)采樣直流母線電壓、三相逆變電路 2的輸出電流以及電網(wǎng)電壓信號(hào)輸出高頻脈沖觸發(fā)信號(hào)控制三相逆變 電路2中六個(gè)開(kāi)關(guān)管.的開(kāi)通和關(guān)斷； '
所述直流并聯(lián)二極管和濾波電容電路1包括二極管D7 Dn及電 解電容組Cl Cn， 二極管D7 Dn陽(yáng)極連接各個(gè)變頻器直流輸出正極、陰極接裝置內(nèi)部直流母線正極，裝置內(nèi)部直流母線負(fù)極連接各個(gè) 變頻器直流輸出負(fù)極，直流母線正負(fù)極之間連接有先兩兩串聯(lián)再并聯(lián)
的電解電容組Cl Cn，所述直流母線的電壓輸出信號(hào)傳遞給智能主
控制單元4;
所述三相逆變電路2包括高頻開(kāi)關(guān)管Tl、 T2、 T3、 T4、 T5和 T6，所述開(kāi)關(guān)管以三相半橋的方式連接，所述三相逆變電路2的三相 輸出電流信號(hào)傳遞給智能主控制單元4;
所述三相濾波電路3包括工頻電感L1、 L2、 L3和EMI濾波器， 所述工頻電感Ll、 L2和L3的輸入端分別連接三相逆變電路的三相 輸出端，所述工頻電感L1、 L2和L3的輸出端連接EMI濾波器，所 述EMI濾波器輸出與電網(wǎng)電壓同頻同相的交流電到電網(wǎng)，所述電網(wǎng) 電壓信號(hào)傳遞給智能主控制單元4;
所述智能主控制單元4中包括有三相逆變電路2的驅(qū)動(dòng)電路，連 接三相逆變電路2控制其六個(gè)開(kāi)關(guān)管的開(kāi)通和關(guān)斷。
所述三相濾波電路3的工頻電感用于濾除低次諧波，EMI濾波器 用于濾除高次諧波。
本實(shí)施例中的智能主控制單元所用的DSP芯片為 TITMS320F280x數(shù)字信號(hào)處理器，以空間矢量調(diào)試(SVPWM)方式 輸出高頻脈沖信號(hào)控制三相逆變電路中開(kāi)關(guān)管的開(kāi)通和關(guān)斷。圖4為 空間矢量調(diào)制算法的控制原理圖。該算法將數(shù)字控制環(huán)輸出的單一空 間矢量，根據(jù)當(dāng)前電網(wǎng)所處的相位，分解成三相控制信號(hào)Ta， Tb， Tc，再根據(jù)矢量合成法則，生成三組互補(bǔ)的門(mén)極脈沖信號(hào)(頻率大于1000Hz)，分別控制三相半橋中上、下橋臂開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)。
實(shí)施例二
本實(shí)施例與實(shí)施例一的不同之處是所述智能主控制單元是以三
相正弦波調(diào)制(3-SPWM)方式輸出高頻脈沖信號(hào)控制三相逆變電路 中開(kāi)關(guān)管的開(kāi)通和關(guān)斷。圖.5為三相正弦波調(diào)制算法的控制原理圖。 該算法數(shù)字控制環(huán)輸出為三相正弦給定信號(hào)，該給定信號(hào)通過(guò)與三角 載波做比較，生成三組互補(bǔ)的門(mén)極脈沖信號(hào)(頻率大于1000Hz)，分 別控制三相半橋中上、下橋臂開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)。.
本說(shuō)明書(shū)實(shí)施例所述的內(nèi)容僅僅是對(duì)發(fā)明構(gòu)思的實(shí)現(xiàn)形式的列 舉，本發(fā)明的保護(hù)范圍的不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實(shí)施例所陳述的具體形 式，本發(fā)明的保護(hù)范圍也及于本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思所能夠 想到的等同技術(shù)手段。
權(quán)利要求
1、可連接多臺(tái)變頻器的新型能量回饋裝置，其特征在于包括直流并聯(lián)二極管和濾波電容電路、三相逆變電路、三相濾波電路、智能主控制單元；所述直流并聯(lián)二極管和濾波電容電路，連接多個(gè)變頻器，限制各變頻器的電能只能以直流形式輸入到能量反饋裝置中，且對(duì)直流輸入起到穩(wěn)壓濾波的作用；所述三相逆變電路，將從變頻器傳遞過(guò)來(lái)的直流電能逆變?yōu)榕c電網(wǎng)同頻同相的交流電，傳送回電網(wǎng)中；所述三相濾波電路，用于濾除基波以外的諧波；所述智能主控制單元，通過(guò)采樣直流母線電壓、三相逆變電路的輸出電流以及電網(wǎng)電壓信號(hào)輸出高頻脈沖觸發(fā)信號(hào)控制三相逆變電路中六個(gè)開(kāi)關(guān)管的開(kāi)通和關(guān)斷；所述直流并聯(lián)二極管和濾波電容電路包括二極管D7～Dn及電解電容組C1～Cn，二極管D7～Dn陽(yáng)極連接各個(gè)變頻器直流輸出正極、陰極接裝置內(nèi)部直流母線正極，裝置內(nèi)部直流母線負(fù)極連接各個(gè)變頻器直流輸出負(fù)極，直流母線正負(fù)極之間連接有先兩兩串聯(lián)再并聯(lián)的電解電容組C1～Cn，所述直流母線的電壓輸出信號(hào)傳遞給智能主控制單元；所述三相逆變電路包括高頻開(kāi)關(guān)管T1、T2、T3、T4、T5和T6，所述開(kāi)關(guān)管以三相半橋的方式連接，所述三相逆變電路的三相輸出電流信號(hào)傳遞給智能主控制單元；所述三相濾波電路包括工頻電感L1、L2、L3和EMI濾波器，所述工頻電感L1、L2和L3的輸入端分別連接三相逆變電路的三相輸出端，所述工頻電感L1、L2和L3的輸出端連接EMI濾波器，所述EMI濾波器輸出與電網(wǎng)電壓同頻同相的交流電到電網(wǎng)，所述電網(wǎng)電壓信號(hào)傳遞給智能主控制單元；所述智能主控制單元中包括有三相逆變電路的驅(qū)動(dòng)電路，連接三相逆變電路控制其六個(gè)開(kāi)關(guān)管的開(kāi)通和關(guān)斷。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的可連接多臺(tái)變頻器的新型能量回饋裝 置，其特征在于所述三相濾波電路的工頻電感用于濾除低次諧波， EMI濾波器用于濾除高次諧波。
全文摘要
可連接多臺(tái)變頻器的新型能量回饋裝置，包括直流并聯(lián)二極管和濾波電容電路、三相逆變電路、三相濾波電路、智能主控制單元；所述直流并聯(lián)二極管和濾波電容電路的輸入端連接多個(gè)變頻器，其電壓輸出信號(hào)傳遞給智能主控制單元；所述三相逆變電路的三相輸出電流信號(hào)傳遞給智能主控制單元；所述三相濾波電路的輸入端連接三相逆變電路的輸出端，其輸出端連接電網(wǎng)，所述電網(wǎng)電壓信號(hào)傳遞給智能主控制單元；所述智能主控制單元中包括有三相逆變電路的驅(qū)動(dòng)電路，連接三相逆變電路控制其六個(gè)開(kāi)關(guān)管的開(kāi)通和關(guān)斷。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)可運(yùn)行在單位功率因數(shù)、對(duì)電網(wǎng)諧波干擾極低、自動(dòng)相位識(shí)別、保護(hù)功能齊全、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作噪聲低、降低整個(gè)系統(tǒng)的成本。
文檔編號(hào)H02M7/537GK101673953SQ200910153609
公開(kāi)日2010年3月17日 申請(qǐng)日期2009年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月29日
發(fā)明者波 楊, 燁 梅, 湯偉宗, 石慧秋 申請(qǐng)人:杭州浙大太陽(yáng)電氣有限公司