CN203466764U - 基于级联高压变频器负荷分配的并联控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于级联高压变频器负荷分配的并联控制系统，包含若干台并联的级联型高压变频器，其输入在同一电网上，输出分别经电抗器连接到电机，本实用新型通过主从控制模式和CAN总线通讯实现多台级联型高压变频器同步输出，实现级联型高压变频器的输出功率成比例分配，从而实现级联型高压变频器的并联。采用本实用新型，无需要求系统中并联的级联型高压变频器容量一致，因而可以灵活的提高并联系统的功率等级，开拓了高可靠大电流大容量功率高压变频系统应用领域。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种基于级联高压变频器负荷分配的并联控制系统，属于电力电子自动控制技术领域。
背景技术
高压变频调速装置被广泛地应用于石油化工、市政供水、冶金钢铁、电力能源等行业的各种风机、水泵、压缩机、轧钢机等。国内高压变频器大多数采用功率单元级联方案，但由于受到电力电子器件价格、性能、工艺等的影响，级联型高压变频器的功率等级受到限制，另一方面高压大功率变频器本身造价也很高。如果能采用中低功率的级联型高压变频器并联运行，通过增加变频器个数来增加系统容量，从而实现大电流容量大功率高压变频调速系统，这样不仅一定程度上节省了功率器件成本，可靠性相对提高，而且高压变频系统的容量大大增加使得其应用前景更加广阔。可见，研究级联型高压变频器并联系统具有重要的现实意义。
然而目前对级联型高压变频器并联系统的研究基本处于探索和起步阶段，要实现级联型高压变频器的并联不仅应当考虑高压变频器输出电压并联前后的稳定性，而且需要解决如何实现并联系统的电流均分问题，尤其是不同容量的高压变频器并联的电流分配。为了能灵活可靠的进行高压变频器并联，实现容量分配是个关键。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种基于级联高压变频器负荷分配的并联控制系统，以解决级联型高压变频器并联系统的容量分配问题。
本实用新型是采用如下技术手段实现的：
基于级联高压变频器负荷分配的并联控制系统，包括若干台相互并联的级联型高压变频器，所述若干台级联型高压变频器的输入跨接在电网上，输出经电抗器连接到电机。
前述的级联型高压变频器包含主控系统和与之相连的级联功率单元，所述主控系统与功率单元之间通过光纤进行通讯，所述若干个级联型高压变频器的主控系统之间通过CAN总线进行双向数据通讯。
前述的主控系统包括主控模件，IO模件，若干个转换模件，采样模件和CAN通讯模块，所述主控模件用以完成PWM控制信号的生成；所述IO模件用以完成开关量和模拟量的输入输出；所述转换模件用以完成对PWM控制信号的编码和译码，并通过光纤的方式与级联功率单元进行通讯；所述采样模件用以采集三相电抗器的电流；所述CAN通讯模块用于主从设备管理，同步各个级联型高压变频器输出电压和频率，电机转速和角度信息，以及状态和故障信息，实现各级联高压变频器之间的通讯。
前述的并联控制系统选用的各个级联型高压变频器容量无需相同，且并联前后级联型高压变频器的外特性保持不变。
本实用新型所达到的有益效果：
1） 可以选用中小容量的级联型高压变频器进行并联，无需改变硬件电路结构，易于实现；
2） 并联前后不影响系统中级联型高压变频器各自的输出特性，保证了并联系统的可靠稳定运行；
3）可以灵活的进行负荷分配，并联系统扩展性更强，使得高压大功率大电流容量变频系统的应用能够得到广泛推广。
附图说明
图1是本实用新型基于级联高压变频器负荷分配的并联系统结构示意图；
图2是本实用新型级联型高压变频器的主控系统的结构示意图。
具体实施方式
现结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，n（n>1）台级联型高压变频器相互并联后，输入跨接在电网上，每台级联型高压变频器的三相输出经电抗器连接到电机。级联型高压变频器包含主控系统和与之相连的级联功率单元，主控系统与功率单元之间通过光纤进行通讯，每台级联型高压变频器主控系统的电路结构完全相同，由于需要进行一定量的数据交换，并考虑到可靠性和距离远近，主控系统之间采用CAN总线进行双向数据通讯，包括级联型高压变频器的额定功率、频率、相位以及分配的给定电流等等。本实用新型并联系统选用的各个级联型高压变频器容量无需相同，且并联前后级联型高压变频器的外特性保持不变。
如图2所示为级联型高压变频器主控系统结构示意图，主控系统包括主控模件，IO模件，若干个转换模件，采样模件和CAN通讯模块，其中IO模件用以完成开关量输入输出，模拟量输入输出，主控模件用以完成PWM控制信号的生成，转换模件用以完成控制信号的编码和解码，并通过光纤方式实现与级联功率单元之间传送和接收控制信号，采样模件用以采集三相电抗器的电流，CAN通讯模块用于主从设备管理，同步各个级联型高压变频器输出电压和频率，电机转速和角度信息，以及状态和故障信息，实现各级联型高压变频器之间的通讯。
本实用新型在工作时，选取1号级联型高压变频器按照各个级联型高压变频器的额定功率输出能力进行负荷的分配，分配方案可根据要求进行设置，但是在最大负载情况下，各个级联型高压变频器均不超过其额定负载；1号级联型高压变频器对电机侧电流，电机转速和角度信息进行采样，经由转换模块转换后与各级联型高压变频器分配的负荷比例一起通过CAN通讯模块同步至所有的级联型高压变频器，各级联型高压变频器通过采样模块采集电抗器电流，根据同步的负荷比例，得到采样的电抗器电流和同步的电机侧电流的比例电流信息，将两者进行比较，比较的误差通过PI调节产生正弦调制波，并与同步的角度信息，通过三相PWM调制输出到各级联型高压变频器，构成功率回路，完成级联型高压变频器的输出功率成比例分配，从而实现级联型高压变频器的并联。
以上所述具体实施方式对本实用新型的并联控制系统进行了详细说明，所应理解的是以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则范围内，所做的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (4)
1.基于级联高压变频器负荷分配的并联控制系统，其特征在于：包括若干台相互并联的级联型高压变频器，所述若干台级联型高压变频器的输入跨接在电网上，输出经电抗器连接到电机。
2.根据权利要求1所述的基于级联高压变频器负荷分配的并联控制系统，其特征在于：所述级联型高压变频器包含主控系统和与之相连的级联功率单元，所述主控系统与功率单元之间通过光纤进行通讯，所述若干个级联型高压变频器的主控系统之间通过CAN总线进行双向数据通讯。
3.根据权利要求2所述的基于级联高压变频器负荷分配的并联控制系统，其特征在于：所述主控系统包括主控模件，IO模件，若干个转换模件，采样模件和CAN通讯模块，所述主控模件用以完成PWM控制信号的生成；所述IO模件用以完成开关量和模拟量的输入输出；所述转换模件用以完成对PWM控制信号的编码和译码，并通过光纤的方式与级联功率单元进行通讯；所述采样模件用以采集三相电抗器的电流；所述CAN通讯模块用于主从设备管理，同步各个级联型高压变频器输出电压和频率，电机转速和角度信息，以及状态和故障信息，实现各级联高压变频器之间的通讯。
4.根据权利要求1所述的基于级联高压变频器负荷分配的并联控制系统，其特征在于：所述并联控制系统选用的各个级联型高压变频器容量无需相同，且并联前后级联型高压变频器的外特性保持不变。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104167974A (zh) * | 2014-08-28 | 2014-11-26 | 辽宁荣信电气传动技术有限责任公司 | 一种基于高压变频器的编码器信号采集拓扑结构 |
| CN107809168A (zh) * | 2016-09-09 | 2018-03-16 | 中核兰州铀浓缩有限公司 | 一种气体离心机中频电源同步装置 |
| CN110476346A (zh) * | 2017-01-13 | 2019-11-19 | 通用电气公司 | 用于功率转换器的轮换开关策略 |
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- 2013-09-11 CN CN201320565169.2U patent/CN203466764U/zh not_active Expired - Lifetime
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