CN107181414A - 一种电能质量综合高频整流逆变控制系统 - Google Patents

一种电能质量综合高频整流逆变控制系统 Download PDF

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Abstract

一种电能质量综合高频整流逆变控制系统,包括变频电路，所述变频电路包括依次耦接的交流电源、高频整流电路以及逆变电路，还包括旁路输入电路，所述旁路输入电路与所述变频电路并联设置，所述旁路输入电路包括，旁路输入支路和维修旁路支路，当变频电路出现故障时，故障检测模块检测到过载（过载时间到），此时，静态开关闭合自动切换到旁路输入支路供电，当需要对变频器维修时，为了保证维修人员的安全，并且保证正常供电，此时由维修旁路支路供电，从而起到保护作用。

Description

一种电能质量综合高频整流逆变控制系统
技术领域
本发明涉及变频器领域，特别涉及一种电能质量综合高频整流逆变控制系统。
背景技术
变频器（Variable-frequency Drive，VFD）是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。
我们使用的电源分为交流电源和直流电源，一般的直流电源大多是由交流电源通过变压器变压，整流滤波后得到的。交流电源在人们使用电源中占总使用电源的95%左右。
现有的变频器功能单一，一般包括整流和逆变，然后对用电负载供电，但是现有变频器如果发生故障了，就需要切断电源，待修好或更换新的变频器才能重新得电。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电能质量综合高频整流逆变控制系统，具有便于切换供电电源的效果。
本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种电能质量综合高频整流逆变控制系统,包括变频电路，所述变频电路包括依次耦接的交流电源、整流电路以及逆变电路，包括
旁路输入电路，所述旁路输入电路与所述变频电路并联设置，所述旁路输入电路包括，
旁路输入支路，所述旁路输入支路包括故障检测模块和受控于故障检测模块的静态开关；
维修旁路支路，所述维修旁路支路与所述旁路输入支路并联设置，所述维修旁路支路串接有维修旁路开关。
通过采用上述技术方案，当变频电路出现故障时，故障检测模块检测到过载（过载时间到），此时，静态开关闭合自动切换到旁路输入支路供电，当需要对变频器维修时，为了保证维修人员的安全，并且保证正常供电，此时由维修旁路支路供电，从而起到保护作用。
进一步的，所述整流电路和逆变电路之间还设置耦接有充电模块和蓄电池。
通过采用上述技术方案，充电模块和蓄电池的设置，当系统正常供电时，充电模块从整流电路中获取电能从而对蓄电池供电，整流电路发生故障时，由蓄电池对逆变电路输送电能，从而保证系统正常供电。
进一步的，所述旁路输入电路的输入端耦接频率检测模块，所述逆变电路包括用于控制输出频率的控制模块，所述控制模块控制所述逆变电路的输出频率与所述频率检测模块所检测频率一致。
通过采用上述技术方案，频率检测模块和控制模块的设置用于调配电能的频率使其一致，实现逆变器与旁路电源间无间断切换。
进一步的，所述逆变电路的输出端耦接一逆变器检测模块和受控于逆变器检测模块控制的逆变开关，所述旁路输入支路耦接于所述逆变开关的输出端。
通过采用上述技术方案，逆变开关受控于逆变器是否正常，若逆变器正常，逆变开关闭合，否则断开，从而起到对后续的负载的保护作用。
进一步的，所述逆变开关串接一输出开关，所述输出开关的输入端耦接旁路输入支路，所述输出开关的输出端耦接维修旁路支路。
通过采用上述技术方案，输出开关为手动开关用来控制整体的变频电路整体的通断。
进一步的，所述整流电路为高频整流电路。
综上所述，本发明具有以下有益效果：当变频电路出现故障时，故障检测模块检测到过载（过载时间到），此时，静态开关闭合自动切换到旁路输入支路供电，当需要对变频器维修时，为了保证维修人员的安全，并且保证正常供电，此时由维修旁路支路供电，从而起到保护作用。
附图说明
图1是变频控制系统原理图；
图2是正常工作模式原理图；
图3是整流器故障时工作原理图；
图4是变频电路故障时工作原理图；
图5是维修状态时工作原理图。
图中，1、旁路输入支路；2、维修旁路支路；21、静态开关；31、整流电路；32、逆变电路。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
参照图1所示，一种电能质量综合高频整流逆变控制系统，包括并联设置的变频电路和旁路输入电路，其中变频电路和旁路输入电路的输入端耦接交流电源，该交流电源一般为市电，其中变频电路包括依次串联的启动开关K-5、整流电路31、逆变电路32、逆变开关以及输出开关，其中，整流电路31为高频整流电路，利用三相高频整流器，把三相交流输入电压变换成稳定的直流母线电压，其耦接有整流检测模块，该整流检测电路在通电的情况下可以测量直流二极管两根引脚之间的直流电压降，由于直流电路一般为整流二极管组成，而整流二极管一般包括硅整流二极管或锗整流二极管，正常工作的情况硅整流二极管为0.6V，锗整流二极管为0.2V，因此通过测整流二极管的直流电压降从而得出整流电路31是否损坏。并且，整流电路31和逆变电路32之间设置有充电模块和蓄电池，在变频电路正常工作时，通过充电模块对蓄电池充电。逆变电路32设置有用于检测逆变电路32是否故障的故障检测模块，该故障检测模块包括电能质量检测模块和逆变故障检测模块，电能质量检测模块主要检测电能的三相电压、电流以及电压波动等，来判断当前的电能质量，当不满足时，逆变开关K-1断开，同样的逆变故障检测模块用于检测逆变器的当前状态，当逆变器故障时，逆变开关K-1也断开，该逆变器采用大功率绝缘栅双极性晶体管（IGBT）作为其逆变元件，控制上采用了先进的空间矢量脉宽调制（SVPWM）技术，把直流母线电压逆变回交流电压。整流器和逆变器同时工作，给负载供电。
上述的旁路输入电路包括并联设置的旁路输入支路1和维修旁路支路2，其中，该旁路输入电路包括静态开关21，该静态开关21与逆变开关处于联动状态，当静态开关21闭合时，逆变开关断开，反之亦然。维修旁路支路2包括维修旁路开关，该维修旁路支路2连接至变频电路的输出端，为了使维修更为方便，与逆变开关串接一输出开关，该输出开关的出入端耦接旁路输入支路1，该输出开关的输出端耦接维修旁路支路2。
旁路输入电路的输入端设置有频率检测模块，该频率检测模块用于检测电能的频率，该频率检测模块可以是以单片机AT89C2051为核心设计了监测器，而逆变电路32自身内置有控制模块，用于控制逆变模块的输出频率，同时该控制模块连接频率检测模块，以控制逆变电路32所输出的频率与输入端的频率一致，这样当逆变电路32发生故障需要切换时，实现逆变器与旁路电源间无间断切换，同样的静态开关21的选用开关元器件比如晶闸管等，没有触点式的机械动作，进一步增加切换的速度。
参照图2所示，在正常工作模式下，市电先经整流电路31，再经逆变电路32为负载提供连续不中断的交流电源。同时通过充电器给电池充电，在另一实施例中，该电池为锂电池或超级电容，具备电池接口，并且采用多模块化（冗余式，热插拔技术）结构，让电池做到满充满放，通过控制系统让其中部分模块使用电池储能做到每月自动使用2-3次，延长电池寿命。使用和维护成本低是降本的第一要素节能。
参照图3所示，电池通过整流电路31与逆变电路32给负载提供后备电源的运行模式为电池模式。市电停电或整流电路31出现问题时，系统自动转电池模式运行，负载电源不会中断。此后当市电恢复时，系统可以切换回正常模式，无需任何人工干预，且负载电源不中断。
参照图4所示，如果逆变电路32出现故障、逆变器过载或手动关闭逆变器，负载将从逆变器侧切换到旁路电源侧，负载电源不中断，由于原输出电源频率与旁路输入电源频率一致，所述可保证不间断供电，不会出现断电的情况发生。
参照图5所示，如需对变频电路进行维护和维修，可通过手动维修旁路开关将负载切换到维修旁路，负载电源不中断。维 修旁路开关位于 SDUC 单机内，容量满足单机总负载容量要求。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (6)

1.一种电能质量综合高频整流逆变控制系统,包括变频电路，所述变频电路包括依次耦接的交流电源、整流电路(31)以及逆变电路(32)，其特征在于：还包括
旁路输入电路，所述旁路输入电路与所述变频电路并联设置，所述旁路输入电路包括，
旁路输入支路(1)，所述旁路输入支路(1)包括故障检测模块和受控于故障检测模块的静态开关(21)；
维修旁路支路(2)，所述维修旁路支路(2)与所述旁路输入支路(1)并联设置，所述维修旁路支路(2)串接有维修旁路开关。
2.根据权利要求1所述的一种电能质量综合高频整流逆变控制系统，其特征在于：所述整流电路(31)和逆变电路(32)之间还设置耦接有充电模块和蓄电池。
3.根据权利要求1所述的一种电能质量综合高频整流逆变控制系统，其特征在于：所述旁路输入电路的输入端耦接频率检测模块，所述逆变电路(32)包括用于控制输出频率的控制模块，所述控制模块控制所述逆变电路(32)的输出频率与所述频率检测模块所检测频率一致。
4.根据权利要求1所述的一种电能质量综合高频整流逆变控制系统，其特征在于：所述逆变电路(32)的输出端耦接一和受控于逆变器检测模块控制的逆变开关，所述旁路输入支路(1)耦接于所述逆变开关的输出端。
5.根据权利要求4所述的一种电能质量综合高频整流逆变控制系统，其特征在于：所述逆变开关串接一输出开关，所述输出开关的输入端耦接旁路输入支路(1)，所述输出开关的输出端耦接维修旁路支路(2)。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种电能质量综合高频整流逆变控制系统，其特征在于：所述整流电路为高频整流电路。
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