CN201663434U - 一种应用于逆变器直流回路的电气保护装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种应用于逆变器直流回路的电气保护装置，包括在直流母线上接熔断器，再连接第一开关接触器，通过开关接触器连接逆变器的输入端；在所述开关接触器上并联预储能充电回路，所述预储能充电回路包括串联的第二开关接触器和变阻器。本实用新型的优点是：对逆变器增加一套电气装置，不仅可以对逆变器直流母线侧电容进行预储能，有效防止因电压波动造成功率器件的损坏，而且还能够进行电气保护，在逆变器故障的情况下能够自动隔离逆变器与整流单元之间的联系，更大限度的保护电气装置；本装置可集成到控制系统中，具有控制简单可靠，经济实用，易于维护的特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电气保护装置，尤其是一种应用于逆变器直流回路的电气保护装置。
背景技术
变频装置由整流单元和逆变单元构成，整流单元由电网电源连接模块、电抗器、变流器等组成，而逆变单元(简称逆变器)是一套用于三相交流传动设备的电力电子装置，它通过变流器提供的直流电压，利用脉冲宽度调制方法，生成一个三相交流变频电压。
如图1所示，外部电网交流电源接入端子L1/L2/L3，通过整流器，将交流电源转换成直流电源，该直流电源被输出到直流母线侧，而逆变器直接连接到该直流母线上，并且把直流电源转化成电压频率可调的交流电源，通过端子U/V/W输出到控制设备，达到满足生产需求的目的。
在很多工程应用中，为了达到节能的目的，使能量能在电动工作系统和发电工作系统中自由传送，通常将一台或多台逆变器直接连接到整流单元的公共直流母线上。当整流单元工作时，将向逆变器提供稳定的直流电压，但若逆变器在长时间失电的情况下，其直流母线侧电容因放电使其电压下降为零，这样，在接通电源瞬间，若逆变器直流母线侧电容两端电压为零，若不对该电容进行限流预储能，其启动瞬间冲击电流将相当大，有可能烧坏保险，损坏整流桥；一台逆变器出现故障，若逆变器不能迅速脱离整流单元直流母线，将有可能造成元件损坏，严重的情况下，还将可能对整个整流单元造成影响，在多台逆变器共用一个整流单元的情况下，更是如此。
在实际工程应用中，由于电源内阻的存在，将造成电压的不稳定性；负载电流的变化，也将会造成输出电压的波动，这种瞬间的波动，都可能会对逆变器直流回路产生一定冲击，极易损坏内部的功率器件，理论上损坏的逆变器可以维修，但对最终用户来说，其维修门槛偏高；在维修期间，也造成了生产资料闲置，因而降低了生产效率，使得维修综合成本抬高。因此，这就需要一种易于维护，同时又简单可靠，性价比较高的保护装置，对逆变器进行保护。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种应用于逆变器直流回路的电气保护装置，通过在逆变器直流母线侧回路增加一套电气装置，实现对逆变器直流母线侧电容的预储能，对逆变器进行较好的电气保护。
按照本实用新型提供的技术方案，应用于逆变器直流回路的电气保护装置，包括在直流母线上接熔断器，再连接第一开关接触器，通过开关接触器连接逆变器的输入端；在所述开关接触器上并联预储能充电回路，所述预储能充电回路包括串联的第二开关接触器和变阻器。
所述熔断器、第一开关接触器和预储能充电回路的组合为两组或两组以上。
本实用新型的优点是：本实用新型对逆变器增加一套电气装置，该装置不仅可以对逆变器直流母线侧电容进行预储能，有效防止因电压波动造成功率器件的损坏，而且还能够进行电气保护，在逆变器故障的情况下能够自动隔离逆变器与整流单元之间的联系，更大限度的保护电气装置。本装置可集成到控制系统中，具有控制简单可靠，经济实用，易于维护的特点。
附图说明
图1为变频器原理框图。
图2为本实用新型在变频器中间回路中的位置。
图3为本实用新型电路原理图。
图4为逻辑控制程序图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
本实用新型的技术解决方案：利用分压原理，在电路中设计一功率组件，在电路中进行分压，以较为安全的电压对逆变器直流母线侧电容进行充电；利用开关接触器的隔离功能，实现对整流单元与逆变器之间的接通或分离；使用熔断器，对电路进行过流保护。
本实用新型包括在直流母线上接熔断器，再连接第一开关接触器，通过开关接触器连接逆变器的输入端；在所述开关接触器上并联预储能充电回路，所述预储能充电回路包括串联的第二开关接触器和变阻器。
如图3所示，直流母线电源L+、L-上分别通过两个熔断器F1、F2连接两个开关接触器K1、K3，分别通过开关接触器K1、K3连接1号逆变器和2号逆变器，此为工作回路；在开关接触器K1、K3上分别并联一个预储能充电回路，即开关接触器K2和变阻器R1的串联支路和开关接触器K4和变阻器R2的串联支路。开关接触器K1、K2、K3、K4工作时序通过逻辑程序加以控制。直流母线与逆变器之间串接一组电路保护用熔断器F1、F2，旁路为预储能充电回路，开关接触器K2、K4驱动旁路功能；主回路为工作回路，开关接触器K1、K3驱动主回路。
如图2所示：三相交流经由整流器整流过后输出直流电源，经过本实用新型所述的电气保护装置处理后输出直流电源，给逆变器供电。
如图4所示，逻辑程序决定了各开关接触器的动作时序，动作时序由程序控制。在程序图中，定义了多组标签，其功能正如图中所描述，代表着其执行环境。程序标签说明如下：
X0：充电反馈
M0：启动信号
M10：启动完成
M20：储能完成
M30：逆变器1异常
M31：逆变器2异常
Y0：旁路K2线圈
Y1：旁路K4线圈
Y10：主回路K1线圈
Y11：主回路K3线圈
当启动命令(M0)发出后，输出地址标签Y0及Y1所对应的影像区则由低电平变成高电平，驱动外部电路，相应的旁路开关接触器K2及K4将吸合，进行低压预储能；当预储能完成后，标志位标签X0所对应的影像区则由低电平变成高电平，接通主回路开关接触器K1及K3的影像地址Y10及Y11，主回路投入工作。若1号逆变器出现故障，M30低电平变成高电平，切断Y10，停止输出，主回路开关接触器K1将断开，从而使得故障逆变器脱离了整流单元。
本实用新型接入逆变器直流回路时，整流单元的输出电压经由熔断器和预储能电路流向逆变器。在启动逆变器时，先期接通旁路开关K2和K4，经过大功率组件，电流将从旁路流入逆变器，当储能达到一定值后，逆变器检测回路将反馈预储能完成信号，通过该完成信号接通主回路开关K1和K3，同时断开旁路开关K2和K4，从而完成对逆变器的预储能功能，逆变器投入到正常的工作当中；当1号逆变器发生故障时，可以断开主回路开关K1，使逆变器跳离整流单元直流母线，从而有效的隔离了故障逆变器与工作逆变器、整流单元的关联，实现了对变频器更好保护的目的。
Claims (2)
1.一种应用于逆变器直流回路的电气保护装置，其特征是：包括在直流母线上接熔断器，再连接第一开关接触器，通过开关接触器连接逆变器的输入端；在所述开关接触器上并联预储能充电回路，所述预储能充电回路包括串联的第二开关接触器和变阻器。
2.如权利要求1所述的应用于逆变器直流回路的电气保护装置，其特征是所述熔断器、第一开关接触器和预储能充电回路的组合为两组或两组以上。
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