CN207053418U - 一种igbt技术的软启动器电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种软启动电路领域，尤其是一种IGBT技术的软启动器电路，本实用新型的旁路驱动器用于检测变频器与三相工频电源的输出频率和相序并进行比较，若两者相序相等，频率接近，旁路驱动器控制驱动旁路接触器开关吸合，三相工频电源直接通过驱动旁路接触器与电机连接，形成并网供电，并网供电稳定后断开开关QSF，变频器停止工作，减少了变频器运作时间从而减低了变频器故障率，并且解决了能源损耗过高导致环境污染的问题，达到了节能的效果；其中，若旁路驱动器中的单片机检测到三相工频电源的相序与变频器的相序不相同时，会发出警告信息，提示更换接线，并网供电后工频旁路能够返回变频器驱动。

Description

一种IGBT技术的软启动器电路

技术领域

本实用新型涉及一种软启动电路领域，尤其是一种IGBT技术的软启动器电路。

背景技术

变频器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，变频器产品在交流异步电机节能与自动控制领域应用极为广泛。

现在社会普遍使用一种电路，由变频器、驱动系统、电网变压器、和电机组合而成，可以获得合适的相序、频率对电机驱动。

但是，这种背景下的变频器运行损耗较高及环境污染问题严重，运行损耗包括：驱动电机损耗提高约10％、电网变压器谐波损耗约5％，因此，在变频器运行在50HZ时的损耗约15％以上；如果是高压变频器，再增加移相变压器的基本损耗10％以上，则高压变频器的基本损耗是25％以上，由此可见采用变频器来节电根本无法达到预期的节电效果；

同时，这种变频器不能完全适合于所有的电机，比如，永磁式同步电动机由于本身高运行效率及较高的功率因数，受到大家的重视，但是永磁同步电机由于7-10倍的启动电流实用上受到很大的限制，因为永磁同步电机无法降压启动，只能变频器启动，如果应用变频器来驱动永磁同步电机会产生至少15％的运行损耗，原来同步电机的节能效果完全被消耗殆尽，这是当前永磁同步电机在国内的发展无法顺利开展的原因。

变频器产生的污染包括：电网谐波污染、无线电干扰、电磁噪音污染三种，这些污染的严重性随着变频器功率占电网比例变化。目前变频器在中大功率电机驱动所产生的环境污染问题最为严重，无法根除只能抑制；但是抑制就需要再投资，而且效率还要再下降。

现在全国大部分已经采用变频器作为节能改造导致变频器的运行基本损耗是全国最大的能耗之一，国家不可不重视。而且变频器技术复杂，使用电子器件极多，低压变频器每台器件约1000个器件，高压变频器每台机器使用一万个器件导致产品故障频繁，可靠性较低。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种IGBT技术的软启动器电路，可以减少电机运行的损耗，达到节能的效果，彻底解决了环境污染的问题。

本实用新型提供一种IGBT技术的软启动器电路，彻底解决变频器的高故障率问题。

为实现上述目的，本实用新型提供一种IGBT技术的软启动器电路，包括三相工频电源、变频器、旁路驱动器、旁路接触器、开关QSF、开关QF、电抗器ACL和电机，所述三相工频电源的输出端通过开关QF与变频器对应的输入端连接，所述变频器的输出端通过电抗器ACL、开关QSF与电机对应的输入端连接，所述旁路接触器的一端与变频器的输入端连接，另一端与电机的输入端连接，所述旁路驱动器通过线圈与旁路接触器连接，所述旁路驱动器通过控制旁路接触器的开关闭合从而控制电机和三相工频电源的连接回路，所述旁路驱动器并联在变频器的两端，所述旁路驱动器同时检测三相工频电源和变频器的输出频率与相序，并将三相工频电源的输出频率和相序分别与变频器的输出频率和相序进行比较，当三相工频电源和变频器输出的相序相同且频率接近时，旁路驱动器接通旁路接触器使三相工频电源与电机接通，对电机形成并网供电，当并网供电稳定后，开关QSF断开，变频器停止工作。

进一步地，当需要变频器驱动控制时，把所述变频器运行到工频频率，所述旁路驱动器同时检测三相工频电源和变频器的输出频率与相序，并将三相工频电源的输出频率和相序分别与变频器的输出频率和相序进行比较，当三相工频电源和变频器输出的相序相同且频率接近时，开关QSF闭合，形成并网供电，并网供电稳定后，旁路接触器断开与旁路驱动器的连接。

进一步地，所述旁路驱动器包括有单片机、检测电路和显示器，所述三相工频电源通过隔离开关QF与检测电路的输入端连接，所述变频器输出端与检测电路连接，所述检测电路的输出端与单片机的输入端连接，所述单片机把检测电路检测到的三相工频电源与变频器的输出频率和相序进行比较，当三相工频电源和变频器输出的相序相同且频率接近时，单片机输出端控制旁路接触器开关吸合，所述单片机与显示器连接，当单片机检测到变频器和三相工频电源的相序不相同，便会显示出警告信息，提示更换接线。

进一步地，所述旁路驱动器内还设有电机保护电路，所述电机保护电路与电机输入端连接。

进一步地，所述电机是交流异步电机或永磁同步电机。

进一步地，所述开关QF、开关QSF均为隔离接触器。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型的旁路驱动器用于检测变频器与三相工频电源的输出频率和相序并进行比较，若两者相序相等，频率接近，旁路驱动器控制驱动旁路接触器开关吸合，三相工频电源直接通过驱动旁路接触器与电机连接，形成并网供电，并网供电稳定后断开开关QSF，变频器停止工作，减少了变频器运作时间从而减低了变频器故障率，并且解决了能源损耗过高导致环境污染的问题，达到了节能的效果；其中，若旁路驱动器中的单片机检测到三相工频电源的相序与变频器的相序不相同时，会发出警告信息，提示更换接线。

此外，当需要变频器驱动控制时，将变频器运行到工频频率，开关QSF闭合形成并网供电，并网供电稳定后，旁路接触器断开与旁路驱动器的连接，由变频器驱动控制电机，并网供电后工频旁路能够返回变频器驱动，能够双向变化，所以使用本旁路驱动器不会影响到变频器的驱动性能。

附图说明

图1是实用新型的电路图。

图2是本具体实施例的结构框图。

具体实施方式

请参阅图1所示，一种IGBT技术的软启动器电路，包括三相工频电源、变频器、旁路驱动器、旁路接触器QSB、开关QSF、开关QF、电抗器ACL和电机，所述三相工频电源的输出端通过开关QF与变频器对应的输入端连接，所述变频器的输出端通过电抗器ACL、开关QSF与电机对应的输入端连接，所述旁路接触器QSB的一端与变频器的输入端连接，另一端与电机的输入端连接，所述旁路驱动器通过线圈与旁路接触器QSB连接，所述旁路驱动器通过控制旁路接触器QSB的开关闭合从而控制电机和三相工频电源的连接回路，所述旁路驱动器并联在变频器的两端，所述旁路驱动器同时检测三相工频电源和变频器的输出频率与相序，并将三相工频电源的输出频率和相序分别与变频器的输出频率和相序进行比较，当三相工频电源和变频器输出的相序相同且频率接近时，旁路驱动器接通旁路接触器QSB使三相工频电源与电机接通，对电机形成并网供电，当并网供电稳定后，开关QSF断开，变频器停止工作。

相较于现有的技术来说，本实用新型的旁路驱动器用于检测变频器与三相工频电源的输出频率和相序并进行比较，若两者相序相等，频率接近，旁路驱动器控制驱动旁路接触器QSB开关吸合，三相工频电源直接通过驱动旁路接触器与电机连接，形成并网供电，并网供电稳定后断开开关QSF，变频器停止工作，减少了变频器运作时间从而减低了变频器故障率，并且解决了能源损耗过高导致环境污染的问题，达到了节能的效果；其中，若旁路驱动器中的单片机检测到三相工频电源的相序与变频器的相序不相同时，会发出警告信息，提示更换接线。

进一步地，当需要变频器驱动控制时，把所述变频器运行到工频频率，所述旁路驱动器同时检测三相工频电源和变频器的输出频率与相序，并将三相工频电源的输出频率和相序分别与变频器的输出频率和相序进行比较，当三相工频电源和变频器输出的相序相同且频率接近时，开关QSF闭合，形成并网供电，并网供电稳定后，旁路接触器QSB断开与旁路驱动器的连接。

采用上述方案，当需要变频器驱动控制时，将变频器运行到工频频率，开关QSF闭合形成并网供电，并网供电稳定后，旁路接触器QSB断开与旁路驱动器的连接，由变频器驱动控制电机，并网供电后工频旁路能够返回变频器驱动，能够双向变化，所以使用本旁路驱动器不会影响到变频器的驱动性能。

进一步地，请参阅图2所示，所述旁路驱动器包括有单片机、检测电路和显示器，所述三相工频电源通过隔离开关QF与检测电路的输入端连接，所述变频器输出端与检测电路连接，所述检测电路的输出端与单片机的输入端连接，所述单片机把检测电路检测到的三相工频电源与变频器的输出频率和相序进行比较，当三相工频电源和变频器输出的相序相同且频率接近时，单片机输出端控制旁路接触器QSB开关吸合，所述单片机与显示器连接，当单片机检测到变频器和三相工频电源的相序不相同，便会显示出警告信息，提示更换接线。

进一步地，所述旁路驱动器内还设有电机保护电路，所述电机保护电路与电机输入端连接。

进一步地，所述电机是交流异步电机或永磁同步电机。

进一步地，所述开关QF、开关QSF均为隔离接触器。

在本具体实施例中，本实用新型的单片机负责比较工频与变频器输出相序与频率，单片机先对三相工频电源与变频器的相序比较，三相工频电源会经过检测电路和单片机连接，所述检测电路检测三相工频电源的频率和相序发送给单片机检测和比较，如果相序不同便会发出警告信息，提示更换变频器输出线或工频相序，并重新检测，当相序正确后单片机会继续对变频器和三相工频电源的输出频率检测，当三相工频电源的输出频率接近变频器内部输出的频率，单片机输出信号控制旁路接触器QSB的开关吸合，同时断开开关QSF，由三相工频电源直接通过驱动旁路接触器与电机连接，形成新的回路，当需要切回变频器驱动输出电源时，先将变频器的运行频率达到工频频率，当三相工频电源和变频器输出的相序相同且频率接近时，开关QSF闭合，形成并网供电，并网供电稳定后，同时通过单片机断开旁路接触器QSB的开关。

在本具体实施例中，可以完全适用于驱动交流异步电机或永磁同步电机，解决了变频器来驱动永磁同步电机会产生至少15％的运行损耗，原来同步电机的节能效果可以完全体现。

在本具体实施例中，先并网后再打开开关QSF，防止冲击电流和机械冲击对变频器损伤，而传统变频器先断开变频器输出再接上电源，这样对电机而言变成全压启动，容易对变频器产生损坏。

本实用新型的一种IGBT技术的软启动器电路有以下实践证明其优势：

变频器节能驱动；一台93kW变频器节能改造驱动一台高效异步电机同轴水泵，由于变频器运行基本损耗在15％左右，而且电网谐波、电机损耗、无线电干扰、电机PWM噪音、电腐蚀问题严重，根本因此无法达到节能减排目的，采用本发明专利技术后，变频器只运行在启动与停机，变频器停机过程约占10％时间，其他90％时间都是旁路工频运行。本专利技术旁路接触器运行时没有损耗、也没有任何环境污染问题，也解决了变频器故障率高的问题；节电效果提高了20％。

永磁同步电机的应用；传统永磁同步电机只能选择变频器来启动，而且变频器启动后必须继续变频运行，因此变频器运行损耗15-25％及环境污染问题无法解决，采用本发明专利变频器启动永磁同步电机，启动完成后交给本专利旁路驱动器控制，运行时没有损耗，也没有环境污染问题，可靠性也大大提高。

以上实施方式仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种IGBT技术的软启动器电路，其特征在于，包括三相工频电源、变频器、旁路驱动器、旁路接触器、开关QSF、开关QF、电抗器ACL和电机，所述三相工频电源的输出端通过开关QF与变频器对应的输入端连接，所述变频器的输出端通过电抗器ACL、开关QSF与电机对应的输入端连接，所述旁路接触器的一端与变频器的输入端连接，另一端与电机的输入端连接，所述旁路驱动器通过线圈与旁路接触器连接，所述旁路驱动器通过控制旁路接触器的开关闭合从而控制电机和三相工频电源的连接回路，所述旁路驱动器并联在变频器的两端，所述旁路驱动器同时检测三相工频电源和变频器的输出频率与相序。

2.根据权利要求1所述的一种IGBT技术的软启动器电路，其特征在于，所述旁路驱动器包括有单片机、检测电路和显示器，所述三相工频电源通过开关QF与检测电路的输入端连接，所述变频器输出端与检测电路连接，所述检测电路的输出端与单片机的输入端连接，所述单片机把检测电路检测到的三相工频电源与变频器的输出频率和相序进行比较，所述单片机与显示器连接。

3.根据权利要求2所述的一种IGBT技术的软启动器电路，其特征在于，所述旁路驱动器内还设有电机保护电路，所述电机保护电路与电机输入端连接。

4.根据权利要求1所述的一种IGBT技术的软启动器电路，其特征在于，所述电机是交流异步电机或永磁同步电机。

5.根据权利要求1所述的一种IGBT技术的软启动器电路，其特征在于，所述开关QF、开关QSF均为隔离接触器。