CN212749608U - 一种变频调速一体机电控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种变频调速一体机电控系统，包括：载体以及承载于载体上的供电回路和控制回路，供电回路包括：隔离开关，其接收外部高压交流电；框架断路器，其输入端与隔离开关的输出端连接，且输出端输出交流电，用于向变频调速一体机供电；变压器，其输入端与隔离开关的输出端连接；控制回路包括：控制单元，其由变压器的输出端输出的电能供电，且与框架断路器控制连接。本实用新型集成有变频调速一体机的供电回路及控制回路，降低其电控系统现场接线复杂性，且集成化降低系统占用空间，有效利用空间。

Description

一种变频调速一体机电控系统

技术领域

本实用新型涉及变频调速技术领域，尤其涉及一种变频调速一体机电控系统。

背景技术

现有的变频调速一体机的电控系统多为分布式设计，各个不同功能的模块安装在不同的柜子内，适用于机房类的配电房使用。若用于远程运输，需要将各个分布式模块独立装箱运输，在各个分布式模块到达现场后，安装及接线配置复杂，操作过程繁琐，且用于车载大功率负载时，占用空间大且分布式设置导致防护等级低。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种变频调速一体机电控系统，其集成有变频调速一体机的供电回路及控制回路，降低其电控系统现场接线复杂性，且集成化降低系统占用空间，有效利用空间。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采用下述技术方案予以实现：

本申请涉及一种变频调速一体机电控系统，包括：载体以及承载于所述载体上的供电回路和控制回路，所述供电回路包括：隔离开关，其接收外部高压交流电；框架断路器，其输入端和所述隔离开关的输出端连接，且输出端输出交流电，用于向变频调速一体机供电；变压器，其输入端与所述隔离开关的输出端连接；所述控制回路包括控制单元，其由所述变压器的输出端输出的电能供电，且与所述框架断路器控制连接。

在本申请中，所述控制单元包括第一控制单元，其与所述框架断路器控制连接；第二控制单元，其与所述第一控制单元双向通讯。

在本申请中，所述电控系统还包括：电抗器，其连接在所述框架断路器的输出端；接触器，其连接在所述电抗器的输出端，且所述接触器的输出端输出交流电，用于向变频调速一体机供电，其中所述控制单元与所述接触器控制连接。

在本申请中，所述电抗器包括：若干个第一电抗器，其并联连接在所述框架断路器的输出端，所述第一电抗器的承载电流小于所述电抗器的承载电流；所述接触器包括：若干个第一接触器，各第一接触器的输入端与各第一电抗器的输出端连接端连接，且各第一接触器的输出端输出交流电，所述第一接触器的承载电流小于所述接触器的承载电流。

在本申请中，所述电控系统还包括第一辅助供电回路和/或第二辅助供电回路和/或第三辅助供电回路和/或第四辅助供电回路；所述第一辅助供电回路包括：至少一个变频器，其各输入端分别与所述框架断路器的输出端连接，用于向至少一个永磁电机供电，所述控制单元与所述变频器控制连接；所述第二辅助供电回路包括：辅助电机接触器，其输入端与所述框架断路器的输出端连接，且输出端输出电能，用于向辅助电机供电，所述控制单元与所述辅助电机接触器控制连接；所述第三辅助供电回路包括：至少一个开关电源，其输入端分别与所述变压器的输出端连接，且输出端输出至少一路直流电压，所述控制单元与所述开关电源控制连接；所述第四辅助供电回路包括：断路器，其输入端与所述变压器的输出端连接，且输出调压后的交流电，所述控制单元与所述断路器控制连接。

在本申请中，所述外部高压交流电的电压为600V AC；所述变压器用于将600V AC调压为220V AC。

在本申请中，所述开关电源能够将所述变压器输出的220V AC转换为24V DC。

在本申请中，所述载体包括柜体，所述供电回路和控制回路均设置在所述柜体内，且所述供电回路的供电出线口和供电进线口、以及所述控制回路的控制线口均设置在所述柜体的侧壁上。

在本申请中，所述柜体的侧壁上还设置有进风口和/或门体。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：将供电回路和控制回路均组装集成设置于载体上，便于整体移动或与运输，减小了系统的占用体积，适用于车载使用；且供电回路和控制回路在组装成整体时接线已连接好，现场可直接调试使用，避免现场接线，操作简单。

结合附图阅读本实用新型的具体实施方式后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型提出的变频调速一体机电控系统一实施例的架构图；

图2是本实用新型提出的变频调速一体机电控系统的主视图；

图3是本实用新型提出的变频调速一体机电控系统的左视图；

图4是本实用新型提出的变频调速一体机电控系统的右视图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将结合附图和实施例，对本实用新型作进一步详细说明。

为了实现变频调速一体机电控系统的集成化，以适用于车载，本实用新型涉及一种变频调速一体机电控系统。

实施例一

参考图1，本实施例涉及的变频调速一体机电控系统包括供电回路和控制回路。在本实施例电控系统中，供电回路中的供电关系采用实线示出，控制回路中的控制关系采用虚线示出。

供电回路主要指对变频调速一体机供电，本实施例涉及的变频调速一体机的参数为电压600V、功率1500kW。

供电回路上的开关装置主要包括隔离开关10和框架断路器20。隔离开关10接收外部高压交流电，本实施例外部高压交流电为600V AC，隔离开关10的输出端与框架断路器20的输入端连接，框架断路器20的输出端输出600V AC，用于为变频调速一体机供电。

隔离开关10为600V 2500A的手动隔离刀闸，通过接通和分断该隔离刀闸，可以实现整个电控系统的供电和断电。

框架断路器20为600V 2500A的框架断路器，其具有短路保护和过流保护等功能，框架断路器20可以进行手动操作和电动操作，电动操作时由控制单元30控制。通过接通和分断该框架断路器20，实现600V用电设备（例如，如上所述的变频调速一体机）的整体供电或断电。

为了对电控系统整体供电，在本实施例中，该电控系统还包括变压器40，本实施例变压器40为30kVA变压器，其输入端与隔离开关10的输出端连接，用于将外部600V AC调压为220V AC，用于为220V用电设备供电。所调压的220V AC能够对控制单元30供电。

出于对变频调速一体机的保护，需要对在外部高压交流电进行预处理，以便在供电出线口处输出平稳、可靠交流电，因此，在框架断路器20的输出端设置保护回路，该保护回路包括依次连接的电抗器50和接触器60。

电抗器50可以起到限制来自电网的外部高压交流电的电压突变和操作过电压引起的电流冲击，有效地保护变频调速一体机的运行，并能够改善变频调速一体机的功率因数，抑制变频调速一体机输入电压的谐波电流等。

电抗器50和接触器60的配合接通，实现变频调速一体机的充电，降低充电电流，减少对电网的冲击。

由于供电回路中的电流较大，为避免高压大电流对电抗器50和接触器60的冲击，在本实施例中，电抗器50被设计成三个并联的第一电抗器,且接触器60被设计成三个并联的第一接触器，各第一电抗器的承载电流小于电抗器50的承载电流，各第一接触器的承载电流小于接触器60的承载电流。

各第一电抗器的输入端分别与框架断路器20的输出端连接，且输出端分别对应与各第一接触器的输入端连接，各第一接触器的输出端输出交流电，用于向变频调速一体机供电。

采用三个第一电抗器和三个第一接触器的设计，能够满足供电回路中的高压大电流，承载电流小的电抗器/接触器的体积小于承载电流大的电抗器/接触器的体积，因此，多个小体积的第一电抗器和第一接触器相对体积较大的电抗器50和接触器60更容易布置且有效利用空间。

此外，小电流的第一电抗器和第一接触器产生的热量也相对小，对电控系统整个散热能力要求不是特别高。

本实施例中接触器60的输出端形成供电出线口的一部分。

在本实施例中，控制单元30包括第一控制单元31和第二控制单元32，第一控制单元31和第二控制单元32双向通讯，第一控制单元31用于控制框架断路器20和接触器60的接通和分断，第二控制单元40为用户使用的控制单元，主要用于监控系统参数并向第一控制单元30发送系统命令，例如向第一控制单元31发送断开框架断路器20的命令、或者断开接触器60的命令。

变压器40输出的220V AC对第一控制单元31和第二控制单元32供电。

本实施例采用第一控制单元31和第二控制单元32，提高系统稳定性，并且客户可以在无需变动第一控制单元31原有的控制程序的基础上，独立编写第二控制单元32程序控制变频调速一体机及其外部其他设备，或者通过第二控制单元32向第一控制单元31发送命令，控制系统运转，为客户提供灵活的控制方式。

实施例二

再参考图1，电控系统还包括第一辅助供电回路和/或第二辅助供电回路和/或第三辅助供电回路和/或第四辅助供电回路，当然，也可以包括其他辅助供电回路。

在本实施例中，电控系统包括第一辅助供电回路、第二辅助供电回路、第三辅助供电回路和第四辅助供电回路。

第一辅助供电回路包括至少一个变频器70，在本实施例中，至少一个变频器70包括4个55kW的永磁电机变频器，各变频器70的输入端分别与框架断路器20的输出端连接，且各变频器70的输出端输出的电能分别用于对四个600V AC 55kW的永磁电机供电。

且该变频器70的输出端形成供电出线口的一部分。

并且，该第一控制单元31用于控制各变频器70，以控制各永磁电机的运行及调速。

第二辅助供电回路包括辅助电机接触器70'，辅助电机接触器70'的输入端与框架断路器20的输出端连接，且辅助电机接触器70'的输出端输出的电能用于对600V AC的辅助电机（或其他600V AC用电设备）供电。

且该辅助电机接触器70'的输出端也形成供电出线口的一部分。

并且，该第一控制单元31用于控制各变频器70，以控制辅助电机接触器70'的接通和分断。

第三辅助供电回路包括至少一个开关电源70''，本实施例至少一个开关电源70''包括四个24VDC 2kW的开关电源，变压器40输出的220V AC输入至各开关电源70''，并转换后输出四路24V DC电压。

输出的四路24V DC电压可以为24V DC外部设备供电，例如为一体机散热风机、用户照明、液力润滑泵等24V DC设备供电。

且各开关电源70''的输出端也形成供电出线口的一部分。

并且，该第一控制单元31用于控制各开关电源70''，以控制是否为24V DC外部设备供电。

第四辅助供电回路包括断路器70'''，本实施例断路器70'''为50A断路器，变压器40输出的220V AC输入至50A断路器。

断路器70'''的输出端也形成供电出线口的一部分。

在50A断路器接通时，对应供电出线口输出220V AC交流电，用于220V AC外部设备供电，而在50A断路器断开时，对应供电出线口不输出220V AC交流电，无法为220V AC外部设备供电。

并且，该第一控制单元31用于控制断路器70'''，以控制是否为220V AC外部设备供电。

本实施例将电控系统模块化集成设计，能够实现预装制，最大程度减小整个电控系统的体积及重量，适于车载使用；并且该电控系统还集成了除变频调速一体机的供电回路外的辅助外部设备（例如永磁电机、辅助电机、24V DC外部用电设备、220V AC外部用电设备等）的供电回路，能够为不同外部设备提供不同所需电压，例如600V AC、24V DC以及220VAC等，满足多种供电需求；且该电控系统具有四台55kW永磁电机变频器，能够同时驱动四台600V AC 55kW的永磁电机，满足用户多台电机驱动需求。

实施例三

为了便于集成化电控系统的运输，如上所述的电控系统均设置在载体上，集成在载体上的电控系统能够实现预装式，使得现场安装及调试变得十分简单，大部分工作出厂之前即完成，现场只需要将部分缆线连接到电控系统上即可，操作简单且无需过多接线。

参考图2至图4，在本实施例中，该载体是柜体80，其包括四周侧面、底板和顶板，其中仅示出前侧面81、左侧面82和右侧面83。

如上所述的电控系统中的部件，例如隔离开关10、框架断路器20、控制单元30、变压器40、电抗器50、接触器60、四个变频器70、辅助电机接触器70'、四个开关电源70''和断路器70'''均设置在柜体80内，并且将各个部件中的控制关系及供电关系连接好。

当然，可以在柜体80设置框架（未示出），用于固定其内部的各个部件。

由于柜体80内设置多种用电部件，在工作时，会产生热量，因此，为了对用电部件散热，在柜体80的侧壁上设置进风口，本实施例进风口为进风格栅，如图3和图4中左侧面82上开设的进风口821和右侧面83上开设的进风口831。

参见图2至图4，在前侧面81上形成有快插进线口811，其为供电进线口，用于接收外部高压交流电，该快插进线口使用三个快速插头，每个快速插头为三相交流电中的一相。且在前侧面81上还设置有门体812，该门体812为操作门，用于完成隔离开关10和框架断路器20的手动合闸和断开操作。

此外，在右侧面83上还是设置有门体832，该门体832为调试门，用于在系统调试时打开。

参考图3，在左侧壁82上还设置有供电出线口822和控制线口823。

该供电出线口822选择格兰出线口，其为变频调速一体机的供电线口、辅助外部设备（例如四个永磁电机、辅助电机、24V DC外部用电设备和220V AC外部用电设备等）的供电线口。

控制线口823选择快插出线口，包含多路网线口。第二控制单元32的PLC和交换机引出网线至网线口，用于连接柜体80外的设备，如显示屏、PLC等，用于将系统参数输出至外部设备，以用于监控。

本实施例变频调速一体机将多个部件集成设置在柜体80内，外部设备统一供电，尽可能减小电控系统所占体积，并且安装在同一柜体80内，可以出厂前完成大部分工作，降低售后的压力，特别适于车载大功率负载使用。

此外，还可以在柜体80内设置散热单元，例如散热风机，用于对电控系统中用电部件工作时散热。

整个电控系统设置在柜体80内，可以提高整个系统的防护等级，满足户外使用。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种变频调速一体机电控系统，其特征在于，包括：载体以及承载于所述载体上的供电回路和控制回路，所述供电回路包括：

隔离开关，其接收外部高压交流电；

框架断路器，其输入端与所述隔离开关的输出端连接，且输出端输出交流电，用于向变频调速一体机供电；

变压器，其输入端与所述隔离开关的输出端连接；

所述控制回路包括：

控制单元，其由所述变压器的输出端输出的电能供电，且与所述框架断路器控制连接。

2.根据权利要求1所述的变频调速一体机电控系统，其特征在于，所述控制单元包括：

第一控制单元，其与所述框架断路器控制连接；

第二控制单元，其与所述第一控制单元双向通讯。

3.根据权利要求1所述的变频调速一体机电控系统，其特征在于，所述电控系统还包括：

电抗器，其连接在所述框架断路器的输出端；

接触器，其连接在所述电抗器的输出端，且所述接触器的输出端输出交流电，用于向变频调速一体机供电；

其中所述控制单元与所述接触器控制连接。

4.根据权利要求3所述的变频调速一体机电控系统，其特征在于，

所述电抗器包括：

若干个第一电抗器，其并联连接在所述框架断路器的输出端，所述第一电抗器的承载电流小于所述电抗器的承载电流；

所述接触器包括：

若干个第一接触器，各第一接触器的输入端与各第一电抗器的输出端连接端连接，且各第一接触器的输出端输出交流电，所述第一接触器的承载电流小于所述接触器的承载电流。

5.根据权利要求1所述的变频调速一体机电控系统，其特征在于，所述电控系统还包括第一辅助供电回路和/或第二辅助供电回路和/或第三辅助供电回路和/或第四辅助供电回路；

所述第一辅助供电回路包括：

至少一个变频器，其各输入端分别与所述框架断路器的输出端连接，用于向至少一个永磁电机供电，所述控制单元与所述变频器控制连接；

所述第二辅助供电回路包括：

辅助电机接触器，其输入端与所述框架断路器的输出端连接，且输出端输出电能，用于向辅助电机供电，所述控制单元与所述辅助电机接触器控制连接；

所述第三辅助供电回路包括：

至少一个开关电源，其输入端分别与所述变压器的输出端连接，且输出端输出至少一路直流电压，所述控制单元与所述开关电源控制连接；

所述第四辅助供电回路包括：

断路器，其输入端与所述变压器的输出端连接，且输出调压后的交流电，所述控制单元与所述断路器控制连接。

6.根据权利要求5所述的变频调速一体机电控系统，其特征在于，

所述外部高压交流电的电压为600V AC；

所述变压器用于将600V AC调压为220V AC。

7.根据权利要求6所述的变频调速一体机电控系统，其特征在于，

所述开关电源能够将所述变压器输出的220V AC转换为24V DC。

8.根据权利要求1所述的变频调速一体机电控系统，其特征在于，

所述载体包括柜体，所述供电回路和控制回路均设置在所述柜体内，且所述供电回路的供电出线口和供电进线口、以及所述控制回路的控制线口均设置在所述柜体的侧壁上。

9.根据权利要求8所述的变频调速一体机电控系统，其特征在于，所述柜体的侧壁上还设置有进风口和/或门体。

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