CN215186529U - 一种变频驱动系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种变频驱动系统，所述变频驱动系统包括负载、整流单元、逆变组件、变压器、预充回路和旁通回路，所述变压器、所述整流单元、所述逆变组件和所述负载连通，所述预充回路与所述旁通回路并联设置，且所述预充回路和所述旁通回路均与所述变压器和高压电源连通。本实用新型的有益效果：能够降低高压合闸时对电网其他设备的影响。

Description

一种变频驱动系统

技术领域

本实用新型涉及电气技术领域，具体而言，涉及一种变频驱动系统。

背景技术

现有大功率高压变频器内由于有大容量移相整流变压器，主要采用直接合闸，直接高压合闸时对电网冲击较大，如产生励磁涌流冲击，影响电网其他设备正常运行。

实用新型内容

本实用新型解决的问题是如何降低高压合闸时对电网其他设备的影响。

为解决上述问题，本实用新型提供一种变频驱动系统，包括负载、整流单元、逆变组件、变压器、预充回路和旁通回路，所述变压器、所述整流单元、所述逆变组件和所述负载连通，所述预充回路与所述旁通回路并联设置，且所述预充回路与所述旁通回路均与所述变压器连通，所述预充回路与所述旁通回路均适于与电源连通。

进一步地，所述旁通回路设有旁路接触器，所述预充回路串联设置有预充接触器和预充电阻。

进一步地，所述整流单元与所述逆变组件通过直流母线连接，所述直流母线处设有电容器。

进一步地，还包括PLC控制器和与所述PLC控制器通信连接的电压检测装置，所述电压检测装置适于检测所述直流母线的电压。

进一步地，所述PLC控制器与所述旁路接触器和所述预充接触器均硬线连接。

进一步地，还包括电压板，所述电压板与所述PLC控制器通信连接，所述电压板设置于所述预充回路处，所述电压板适于检测所述直流母线处的直流电压信号并反馈至所述PLC控制器。

进一步地，所述整流单元为三相全桥不可控整流单元。

进一步地，所述变压器包括电连接的移相整流变压器原边绕组和移相整流变压器副边绕组，所述移相整流变压器副边绕组与所述三相全桥不可控整流单元电连接。

进一步地，所述变压器包括至少两个所述移相整流变压器副边绕组，所述三相全桥不可控整流单元与所述移相整流变压器副边绕组的数量相同，所述负载为六相变频异步电动机，一个所述六相变频异步电动机连接两个所述逆变组件。

进一步地，两个所述移相整流变压器副边绕组与所述移相整流变压器原边绕组所呈的角度分别为30°和0°或-15°和0°。

本技术方案中，高压电源通过预充回路向变压器预充磁，当预充结束后，可通过旁通回路旁路掉预充回路，以此高压电源通过旁通回路向变压器供电，通过预充的方式对变压器进行预充便于实现高压电源下的合闸，以此降低高压合闸时的励磁涌流冲击影响，减小了上级高压开关综保的误动作，避免电网侧设备受到影响，并且可不需要核对抵押和高压的相位，以及不需要在变压器处设置低压预充绕组，节省成本，降低操作难度。

附图说明

图1为本实用新型实施例的变频驱动系统的结构示意图。

附图标记说明：

1-预充接触器；2-预充电阻；3-旁路接触器；4-移相整流变压器原边绕组；5-移相整流变压器副边绕组；6-整流单元；7-直流母线；8-电容器；9-逆变组件；10-负载。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。

要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“一个实施例”和“一个实施方式”等的描述意指结合该实施例或实施方式描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示实施方式中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实施方式。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或实施方式以合适的方式结合。

参照图1所示，本实用新型实施例提出了一种变频驱动系统，包括负载10、整流单元6、逆变组件9、变压器、预充回路和旁通回路，所述变压器、所述整流单元6、所述逆变组件9和所述负载10连通，所述预充回路与所述旁通回路并联设置，且所述预充回路和所述旁通回路均与所述变压器和高压电源连通。

现有大功率高压变频器内由于有大容量移相整流变压器，主要采用直接合闸，直接高压合闸时对电网冲击较大，如产生励磁涌流冲击，影响电网其他设备正常运行。相关技术中，也采用低压预充磁方式合闸，以在输入低压电源时进行合闸，但低压预充磁方式合闸需要核对低压和高压相位，同时变压器，例如移相整流变压器的副边需要增加一组额外的低压预充绕组，以此导致操作较为麻烦，成本更高。

本实用新型实施例中，变频驱动系统包括负载10，如图1所示，负载10可以为电动机，具体可为一种用于压裂的拖动系统的六相变频异步电动机，所述变压器可为移相整流变压器，具体包括电连接的移相整流变压器原边绕组4和移相整流变压器副边绕组5，整流单元6可以为不可控二极管组成的三相全桥不可控整流单元，对此，所述移相整流变压器副边绕组5与所述三相全桥不可控整流单元电连接，每一个三相全桥不可控整流单元为6脉波整流，逆变组件9可以为三电平逆变组件，一个整流单元6连接一个逆变组件9，两个逆变组件9连接六相变频异步电动机，其中，逆变组件9中逆变单元的数量为所述移相整流变压器副边绕组5数量的3倍，本实施例中具体每个逆变组件9中逆变单元的数量为3个，以此进行负载10的变频供电。其中，还包括预充回路和旁通回路，预充回路和旁通回路并联设置且均与变压器和高压电源连通，如图1所示，高压电源可以为10kV电源，对此，高压电源可以通过预充回路或旁通回路流向变压器，其中高压电源通过预充回路向变压器预充磁，当预充到一定阶段，例如达到一定的预充时间，或预充达到一定的电压，可通过旁通回路旁路掉预充回路，以此高压电源通过旁通回路向变压器供电，本技术方案中，通过预充的方式对变压器进行预充便于实现高压电源下的合闸，以此降低高压合闸时的励磁涌流冲击影响，减小了上级高压开关综保的误动作，避免电网侧设备受到影响，并且可不需要核对抵押和高压的相位，以及不需要在变压器处设置低压预充绕组，节省成本，降低操作难度。

本实用新型的一个可选的实施例中，所述旁通回路设有旁路接触器2，所述预充回路串联设置有预充接触器1和预充电阻3。

本实施例中，预充回路具有串联设置的预充接触器1和预充电阻3，在预充接触器1闭合时，电源通过预充电阻3给变压器进行预充，旁通回路设有旁路接触器2，闭合旁路接触器2时，电源即仅通过旁通回路向变压器供电，旁路接触器和预充接触器1可通过与PLC控制器硬线连接，具体地，例如西门子S7-1200系列PLC，以实现远程逻辑控制。

在本实用新型的一个可选的实施例中，还包括PLC控制器和与所述PLC控制器通信连接的电压检测装置，所述整流单元6与所述逆变组件9通过直流母线7连接，所述直流母线7处设有电容器8，所述电压检测装置适于检测所述直流母线7的电压，所述PLC控制器与所述旁路接触器2和所述预充接触器1均硬线连接。

本实施例中，整流单元6通过直流母线7与逆变组件9连接，直流母线7处设置有电容器8，以此变压器向整流单元6供电时，整流模块给直流母线7处的电容器8充电，以此即对直流母线7进行充电，便于了解直流母线7的充电情况，具体地，在直流母线7处设置电压检测装置，以了解直流母线7的充电情况，进而了解变频驱动系统的预充情况，如当直流母线7充电过程中，电压达到一定大小，以停止预充，以此方便进行预充控制。本实施例中，具体地，可在预充时，当充电电压达到额定电压的90％以最大限度减小对电网侧的冲击。通过设置PLC控制器以与旁路接触器2和预充接触器1硬线连接，从而便于旁路接触器2和预充接触器1的闭合和开启控制。

在本实用新型的一个可选的实施例中，还包括电压板，所述电压板与所述PLC控制器通信连接，所述电压板设置于所述预充回路处，所述电压板适于检测所述直流母线7处的电压信号并反馈至所述PLC控制器。

本实施例中，还包括电压板以检测电压，电压板设置于直流母线7处，以对直流母线7处的电压信号进行检测，当检测到电压信号时，能够反馈至PLC控制器，对此，PLC控制器识别到预充回路与高压电源导通，从而能够控制预充接触器1闭合，以进行预充。

本实用新型的一个可选的实施例中，所述变压器包括至少两个所述移相整流变压器副边绕组5，所述三相全桥不可控整流单元与所述移相整流变压器副边绕组5的数量相同，所述负载10为六相变频异步电动机，一个所述六相变频异步电动机连接两个所述逆变组件9。

本实施例中，负载10为六相变频异步电动机，对此逆变组件9的数量为两个，变压器包括两个移相整流变压器副边绕组5，其中，逆变组件9中逆变单元的数量为所述移相整流变压器副边绕组5数量的3倍，本实施例中具体每个逆变组件9中逆变单元的数量为3个，以及与两个移相整流变压器副边绕组5对应连接的三相全桥不可控整流单元的数量为两个，以此，2个逆变组件9逆变后的三相电至六相变频异步电动机，以进行供电。

其中，两个所述移相整流变压器副边绕组与所述移相整流变压器原边绕组所呈的角度分为30°和0°或-15°和0°。

本实施例的一个可选的实施例中，六相变频异步电动机的数量为2个，对于本实施例中所述的压裂用拖动系统，在压裂现场，采用两套控制六相变频异步电动机用变频器以作用于集装箱，以能够增大驱动容量减小集装箱占地面积。其中，每个六相变频异步电动机均连接2个逆变组件9，进而连接总共4个三相全桥不可控整流单元，对此，变压器即具有4个移相整流变压器副边绕组5，4个移相整流变压器副边绕组5，4个移相整流变压器副边绕组5相对于移相整流变压器原边绕组4的移相角度可以分别为：30°、0°、-15°、15°，以为各个整流单元供电。

虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种变频驱动系统，其特征在于，包括负载(10)、整流单元(6)、逆变组件(9)、变压器、预充回路和旁通回路，所述变压器、所述整流单元(6)、所述逆变组件(9)和所述负载(10)连通，所述预充回路与所述旁通回路并联设置，且所述预充回路与所述旁通回路均与所述变压器连通，所述预充回路与所述旁通回路均适于与高压电源连通。

2.根据权利要求1所述的变频驱动系统，其特征在于，所述旁通回路设有旁路接触器(2)，所述预充回路串联设置有预充接触器(1)和预充电阻(3)。

3.根据权利要求2所述的变频驱动系统，其特征在于，所述整流单元(6)与所述逆变组件(9)通过直流母线(7)连接，所述直流母线(7)处设有电容器(8)。

4.根据权利要求3所述的变频驱动系统，其特征在于，还包括PLC控制器和与所述PLC控制器通信连接的电压检测装置，所述电压检测装置适于检测所述直流母线(7)的电压。

5.根据权利要求4所述的变频驱动系统，其特征在于，所述PLC控制器与所述旁路接触器(2)和所述预充接触器(1)均硬线连接。

6.根据权利要求4所述的变频驱动系统，其特征在于，还包括电压板，所述电压板与所述PLC控制器通信连接，所述电压板设置于所述预充回路处，所述电压板适于检测所述直流母线(7)处的直流电压信号并反馈至所述PLC控制器。

7.根据权利要求1-6任一项所述的变频驱动系统，其特征在于，所述整流单元(6)为三相全桥不可控整流单元。

8.根据权利要求7所述的变频驱动系统，其特征在于，所述变压器包括电连接的移相整流变压器原边绕组(4)和移相整流变压器副边绕组(5)，所述移相整流变压器副边绕组(5)与所述三相全桥不可控整流单元电连接。

9.根据权利要求8所述的变频驱动系统，其特征在于，所述变压器包括至少两个所述移相整流变压器副边绕组(5)，所述三相全桥不可控整流单元和所述逆变组件(9)的数量均与所述移相整流变压器副边绕组(5)的数量相同，所述负载(10)为六相变频异步电动机，一个所述六相变频异步电动机连接两个所述逆变组件(9)。

10.根据权利要求8所述的变频驱动系统，其特征在于，两个所述移相整流变压器副边绕组(5)与所述移相整流变压器原边绕组(4)所呈的角度分别为30°和0°或-15°和0°。

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