CN212086073U - 一种带有浮充功能的回馈装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种带有浮充功能的回馈装置，属于回馈装置设备领域，其包括连接于变频器直流母线的直流模块和连接于三相电网的逆变模块，直流模块与逆变模块之间连接有滤波模块，滤波模块包括相互串联设置的滤波储能器和限流电阻，滤波储能器的两端并联设有浮充电路，浮充电路用于电机停止运行时对滤波储能器充电以提升滤波储能器两端的电压。本实用新型通过设置浮充电路来提高滤波储能器的电压，从而保证电机停止后变频器与回馈装置之间不会产生电流而使得变频器故障。

Description

一种带有浮充功能的回馈装置

技术领域

本实用新型涉及回馈装置设备领域，尤其是涉及一种带有浮充功能的回馈装置。

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，其通常包括整流单元和逆变单元。

随着经济发展，电梯作为一种垂直交通工具，被广泛应用于各种建筑物内，与人们的生活工作息息相关。变频器在电梯运行中起到重要作用，其用过改变电机工作电源频率来控制电梯曳引机的运行，是衡量电梯可靠运行的重要指标之一。

为保证变频器直流母线电压保持在正常范围内，变频器通常与回馈器配合使用，但是由于部分电机在其停止运行后会使得变频器直流母线电压升高，例如部分日式进口的三菱电机就会存在此类情况，而现有的多数变频器在电机停止运转后其电压会逐渐降低至0V，因此在现有的电路连接结构关系上直接采用这类在停止运行后会导致变频器直流母线电压升高的电机，会存在电机停止运转后，造成变频器和回馈器之间存在电压差形成电流的情况发生，从而造成变频器报警，电梯运行出现故障。

因此需要提出一种新的技术方案来解决上述技术问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种带有浮充功能的回馈装置，通过设置浮充电路来提高滤波储能器的电压，从而保证电机停止后变频器与回馈装置之间不会产生电流而使得变频器故障。

本实用新型的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种带有浮充功能的回馈装置，包括连接于变频器直流母线的直流模块和连接于三相电网的逆变模块，所述直流模块与逆变模块之间连接有滤波模块，所述滤波模块包括相互串联设置的滤波储能器和限流电阻，所述滤波储能器的两端并联设有浮充电路，所述浮充电路用于电机停止运行时对滤波储能器充电以提升滤波储能器两端的电压。

通过采用上述技术方案，通过直流模块接入变频器直流母线的直流电，逆变模块将直流模块接入的直流电转换成三相交流电并输出至三相电网，通过设置滤波模块使得电机在制动状态下产生的能量能够反馈到三相电网上，节约电能损耗，通过在滤波储能器的两端设置浮充电路，当电机停止转动时，通过浮充电路来提升滤波储能器两端的电压，从而使得滤波储能器两端的电压与变频器直流母线的电压相等，以避免电机停止时变频器直流母线电压升高造成变频器直流母线与滤波储能器之间存在电压差而形成的电流使得变频器报警。

本实用新型进一步设置为：所述浮充电路包括两个输入连接端、变压器、充电可控开关、整流单元以及两个输出连接端，两个所述输入连接端连接于交流电源，两个所述输出连接端连接于滤波储能器的两端，所述充电可控开关在电机停止运转时闭合，否则断开。

通过采用上述技术方案，通过变压器对接入的交流电源电压进行改变，转变后的电压经过整流单元对滤波储能器进行充电，通过设置充电可控开关，当电机停止运转时才闭合，以保证电机停止运转时浮充电路才对滤波储能器进行充电。

本实用新型进一步设置为：所述充电可控开关为常闭开关。

通过采用上述技术方案，充电可控开关采用常闭开关以缩短充电可控开关的闭合控制时间，从而降低变频器故障发生的概率。

本实用新型进一步设置为：所述逆变模块包括并联设置于变频器直流母线的正连接端和负连接端之间的开关单元、设置于开关单元和三相电网之间的滤波组件。

通过采用上述技术方案，通过设置逆变模块将直流模块接入的直流电转换为三相交流电并输出至三相电网。

本实用新型进一步设置为：所述限流电阻的两端并联连接有电流可控开关，所述电流可控开关在滤波模块两端的电压值大于等于预设电压值时闭合，否则断开。

通过采用上述技术方案，通过设置电流可控开关来控制限流电阻是否接入电路，通过接入限流电阻来避免滤波储能器充电过程中产生过大电流而损坏电路中的电器元件，通过设置电流可控开关，在滤波储能器两端电压值大于预设电压值时闭合，从而使得限流电阻短路，以降低损耗。

本实用新型进一步设置为：所述直流模块采用桥式整流电路，所述直流模块具有两个连接于滤波模块两端的输出端以及两个连接于变频器直流母线正连接端和负连接端的输入端。

通过采用上述技术方案，通过设置桥式整流电路，实现对输入电流整流的同时，利用二极管的单向导通性实现防反接，即使直流模块的两个输入端接反了，正向电压仍能够从直流模块的正向连接端输出。

本实用新型进一步设置为：所述浮充电路还包括保护单元，所述保护单元包括串联设置于一输出连接端上的缓冲电阻。

通过采用上述技术方案，通过设置保护单元来降低浮充电路在提升滤波储能器两端电压时产生的大电流对滤波储能器的冲击。

本实用新型进一步设置为：所述保护单元还包括并联设置于缓冲电阻两端的开关元件。

通过采用上述技术方案，通过设置开关元件，当浮充电路自身电阻阻值足够大时，通过闭合开关元件缩短滤波缓冲器两端电压提升的时间。

本实用新型进一步设置为：所述缓冲电阻为可变电阻器。

通过采用上述技术方案，通过采用可变电阻器实现接入浮充电路中的电阻阻值可调，提高浮充电路调节的灵活性。

综上所述，本实用新型包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过设置浮充电路，在电机停止转动时提升滤波储能器两端的电压，从而避免由于电压差产生的电流造成变频器报警；

2.通过设置保护单元在浮充电路充电过程中对滤波储能器进行保护。

附图说明

图1是本实用新型的应用线路连接示意图；

图2是本实用新型实施例一的线路连接示意图；

图3是本实用新型实施例一的另一线路连接示意图；

图4是本实用新型实施例二的线路连接示意图；

图5是本实用新型实施例三的线路连接示意图。

图中，1、直流模块；2、滤波模块；21、滤波储能器；22、限流电阻；23、电流可控开关；3、逆变模块；31、开关单元；311、开关组；32、滤波组件；4、浮充电路；41、变压器；42、充电可控开关；43、整流单元；44、保护单元。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例一：

参照图1，为本实用新型公开的一种带有浮充功能的回馈装置，应用于具有变频器和三相电网的电路中，本实施例中将其应用于电梯电机运转控制电路中，使得部分类似日式三菱电机在停止运转后变频器的直流母线电压会升高的电机在电梯运行系统的使用，解决电机停止运转后变频器母线直流电压升高而形成的电流造成变频器故障的问题。回馈装置的输入端分别与变频器直流母线的正极和负极连接，回馈装置的输出端分别与三相电网的R端、S端和T端连接；当变频器所连接的电机减速且电机转速大于变频器输出同步转速时，电机处于发电状态，此时变频器将电能反馈到变频器的直流母线上，使得直流母线上电压升高，回馈装置接收变频器直流母线上的电压，并将接收的电能转换为三相电回馈到三相电网中，以实现电能回收。回馈装置连接有外部控制器，受外部控制器通断控制。

参照图2，其中，回馈装置包括连接于变频器直流母线的直流模块1和连接于三相电网的逆变模块3，逆变模块3用于将直流模块1接入的直流电转换为三相交流电并输出至三相电网。直流模块1与逆变模块3之间连接有滤波模块2，滤波模块2并联在直流模块1输出端用于缓冲变频器直流母线的高压冲击，防止逆变模块3的元器件受大电流而被击穿。直流模块1为由四个整流二极管依次将阴极和阳极相连接构成的桥式整流电路，直流模块1具有两个连接于滤波模块2两端的输出端以及两个连接于变频器直流母线正连接端和负连接端的输入端，利用整流二极管的单向导通性，使得即使直流模块1的两个输入端与变频器直流母线的正极、负极接反时，正向电压仍能够从直流模块1的正向连接端输出。

参照图2，滤波模块2包括相互串联设置的滤波储能器21和限流电阻22，本实施例中滤波储能器21由电容器C4、C5串联组成，其中电容器C4的一端与直流模块1连接，电容器的另一端与电容器C5的一端连接，电容器C5背离电容器C4d一端与限流电阻22的一端连接，通过对电容器C4、C5进行充电以缓解变频器直流母线的高压对逆变模块3的冲击。通过设置限流电阻22从而降低流向滤波储能器21的电流，以降低电流对滤波储能器21的电流冲击，保证滤波储能器21能够正常的滤波和储能。

参照图2和图3，限流电阻22的两端并联连接有电流可控开关23，电流可控开关23为继电器、接触器或IGBT开关元件中的一种。电流可控开关23电连接于外部控制器，受外部控制器控制，同时外部控制器可对滤波模块2两端的电压值进行采集，并设置滤波模块2两端的预设电压值，当其检测到滤波模块2的两端的电压值大于等于预设电压值时，外部控制器控制电流可控开关23闭合，否则断开，以保护在滤波储能器21充电过程中对滤波储能器21和逆变电阻进行保护。

参照图2和图3，由于电机在停止后，变频器直流母线的电压值会继续升高，而滤波储能器21的电压如果仍处于原充满电时的电压值，则会造成变频器母线电压值高于滤波储能器21两端的电压值，使得变频器直流母线继续向滤波储能器21充电，从而造成变频器故障报警的情况发生。因此滤波储能器21的两端设有并联设置有浮充电路4，浮充电路4用于在电机停止运行时，对滤波储能器21进行充电，以提升滤波储能器21两端的电压，使得滤波储能器21两端的电压与变频器直流母线的电压相等，避免产生电流造成变频器故障。

参照图2，浮充电路4包括两个输入连接端、变压器41、充电可控开关42、整流单元43以及两个输出连接端，两个输入连接端连接于交流电源，两个输出连接端连接于滤波储能器21的两端，变压器41接收交流电源输出的电流，并进行电压改变；本实施例中以其中一种使用情况为例，电机在减速转动过程中，滤波储能器21的电压从0V上升约至540V，而电机停止转动时，变频器直流母线的电压值则会从约为540V上升约至650V，因此本实施例中变压器41用于电压提升。充电可控开关42连接于外部控制器，受外部控制器通断控制，当外部控制器检测到在电机停止运转时，外部控制器控制充电可控开关42闭合，否则断开。本实施例中充电可控开关42优选为常闭开关，缩短充电可控开关42的闭合控制时间，从而降低变频器故障发生的概率。

参照图2，逆变模块3包括并联设置于变频器直流母线的正连接端和负连接端之间的开关单元31、设置于开关单元31和三相电网之间的滤波组件32。其中开关单元31包括三组并联在直流模块1两个输出端之间的开关组311，三相电网的R端、S端和T端分别连接在三组开关组311上。开关单元31连接于外部控制器，受外部控制器通断控制，使得三相电网的R端、S端和T端至多连接于直流模块1两个输出端中的一端。三组开关组311均包括两个相互串联的IGBT管，三相电网的R端、S端和T端均连接于两个IGBT管之间的连接节点上；IGBT管T2、T3、T4、T5、T6、T7均包括两个连接端和一个控制端，同一组开关组311上的两个IGBT管通过连接端相互连接，IGBT管的控制端与外部控制器连接，从而使得开关组311在外部控制器的控制下，能够使得两个IGBT管进行间隔开关，进而实现变频器直流母线输出的直流电能够转换为三相电并输送至三相电网，同时每个IGBT管两个连接端之间并联有二极管，使得开关单元31具有部分整流功能。

参照图2，滤波组件32包括三个滤波电感器L1、L2、L3和三个滤波电容C1、C2、C3，三组开关组311的输出端分别连接于三个滤波电感L1、L2、L3的一端，三个滤波电感器L1、L2、L3的另一端分别与三相电网的R端、S端、T端连接构成滤波组件32的三个输出连接端。三个滤波电容器C1、C2、C3的一端分别连接在滤波组件32的三个输出连接端上，三个滤波电容器C1、C2、C3的另一端接地，通过三个滤波电感器L1、L2、L3和三个滤波电容器C1、C2、C3的配合对开关组311输出的电流进行滤波，以提高逆变单元输出电压的稳定性，减小电压纹波。

本实施例的具体实施过程：当变频器所连接的电机减速且电机转速大于变频器输出同步转速时，电机处于发电状态，此时变频器将电能反馈到变频器的直流母线上，使得直流母线上电压升高，回馈装置接收变频器直流母线上的电压，并将接收的电能转换为三相电回馈到三相电网中，以实现电能回收。在电能回收过程中，外部控制器检测获取滤波模块2两端的电压，当滤波缓冲器中电压较小的充电过程中，外部控制器控制电流可控开关23断开，此时限流电阻22接入电路，保证电路中在滤波缓冲器电压较小时不会产生一个较大的电流。当变频器所连接的电机停止转动时，变频器直流母线电压升高，此时为避免电机停止时，变频器与回馈装置之间存在电压差而形成电流导致变频器报警，在外部控制器检测到电机停止转动时，外部控制器控制充电可控开关42闭合，从而使得浮充电路4对滤波储能器21进行充电，以提高滤波储能器21两端的电压，使得变频器直流母线上的电压与滤波储能器21两端的电压相等。

实施例二：

参照图4，一种带有浮充功能的回馈装置，其与实施例一的区别之处在于：为降低浮充电路4在提升滤波储能器21两端电压时产生的大电流对滤波储能器21的冲击，浮充电路4还包括保护单元44，保护单元44包括串联设置于一输出连接端上的缓冲电阻，通过缓冲电阻降低浮充电路4流向滤波缓冲器的电流大小。在实际使用情况下，浮充电路4自身带有部分电阻阻值，当浮充电路4自身电阻的阻值足够降低电流时，为缩短滤波缓冲器两端电压提升的时间，保护单元44还包括并联设置于缓冲电阻两端的开关元件，开关元件为常开开关，当浮充电路4自身电阻阻值足够大时，开关元件闭合，当浮充电路4自身电阻阻值不足以保护滤波缓冲器时，开关元件断开，使得缓冲电阻接入浮充电路4的充电回路中。

实施例二：

参照图5，一种带有浮充功能的回馈装置，其与实施例二的区别之处在于：缓冲电阻为可变电阻器，通过改变缓冲电阻接入浮充电路4中的电阻阻值来调节浮充电路4的充电电流，以扩大浮充电路4设备器材的选用范围，以及提高浮充电路4调节的灵活性。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种带有浮充功能的回馈装置，包括连接于变频器直流母线的直流模块(1)和连接于三相电网的逆变模块(3)，其特征在于：所述直流模块(1)与逆变模块(3)之间连接有滤波模块(2)，所述滤波模块(2)包括相互串联设置的滤波储能器(21)和限流电阻(22)，所述滤波储能器(21)的两端并联设有浮充电路(4)，所述浮充电路(4)用于电机停止运行时对滤波储能器(21)充电以提升滤波储能器(21)两端的电压。

2.根据权利要求1所述的一种带有浮充功能的回馈装置，其特征在于：所述浮充电路(4)包括两个输入连接端、变压器(41)、充电可控开关(42)、整流单元(43)以及两个输出连接端，两个所述输入连接端连接于交流电源，两个所述输出连接端连接于滤波储能器(21)的两端，所述充电可控开关(42)在电机停止运转时闭合，否则断开。

3.根据权利要求2所述的一种带有浮充功能的回馈装置，其特征在于：所述充电可控开关(42)为常闭开关。

4.根据权利要求1所述的一种带有浮充功能的回馈装置，其特征在于：所述逆变模块(3)包括并联设置于变频器直流母线的正连接端和负连接端之间的开关单元(31)、设置于开关单元(31)和三相电网之间的滤波组件(32)。

5.根据权利要求4所述的一种带有浮充功能的回馈装置，其特征在于：所述限流电阻(22)的两端并联连接有电流可控开关(23)，所述电流可控开关(23)在滤波模块(2)两端的电压值大于等于预设电压值时闭合，否则断开。

6.根据权利要求1所述的一种带有浮充功能的回馈装置，其特征在于：所述直流模块(1)采用桥式整流电路，所述直流模块(1)具有两个连接于滤波模块(2)两端的输出端以及两个连接于变频器直流母线正连接端和负连接端的输入端。

7.根据权利要求2所述的一种带有浮充功能的回馈装置，其特征在于：所述浮充电路(4)还包括保护单元(44)，所述保护单元(44)包括串联设置于一输出连接端上的缓冲电阻。

8.根据权利要求7所述的一种带有浮充功能的回馈装置，其特征在于：所述保护单元(44)还包括并联设置于缓冲电阻两端的开关元件。

9.根据权利要求7所述的一种带有浮充功能的回馈装置，其特征在于：所述缓冲电阻为可变电阻器。

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