CN218183266U

CN218183266U - 一种带复位功能变频电源制动装置

Info

Publication number: CN218183266U
Application number: CN202221052099.6U
Authority: CN
Inventors: 李光叶; 侯明冬; 杨仁明
Original assignee: Shandong Jiaotong University
Current assignee: Shandong Jiaotong University
Priority date: 2022-05-05
Filing date: 2022-05-05
Publication date: 2022-12-30
Anticipated expiration: 2032-05-05

Abstract

本实用新型公开了一种带复位功能的双PWM变频电源的制动装置，属于铝合金加工技术领域，制动单元包括串联的功率器件K和功率电阻R，所述直流滤波电容C的两端设置连接端E和连接端F，其特征在于：所述连接端E和连接端F连接有控制电路；控制电路的输入端E1和F1连接直流电压检测电路的输入VPN和AGN，直流电压检测电路的输出DCOUT和AGND分别与功率器件K控制逻辑电路的DCOUT和AGND连接，本实用新型的有益之处在于，没有改变传统设备的主电路结构，仅仅在主电路结构的一侧设置控制按钮和主接触器的辅助常闭触点的控制电路，即可完成电容电压的快速释放，提高了设备的检修效率。

Description

一种带复位功能变频电源制动装置

技术领域：

本实用新型属于铝合金加工技术领域，更具体地涉及一种带复位功能的双 PWM变频电源的制动装置，尤其适用于铝熔铸电磁搅拌系统。

背景技术：

电磁搅拌是铝合金加工中一道重要的工序，通过电磁搅拌可以有效提高溶液的反应速度、改善传热和传质过程，是增加生产效率、改善质量和降低成本的关键因素，具有很好的经济和社会效益，已成为目前铝合金加工中一道重要的工序。

电磁搅拌的主要原理是通过变频电源向电磁感应器的感应线圈输送超低频交变电流，从而在使搅拌器铁芯产生行波磁场，该行波磁场在导体溶液中产生感生电动势，从而产生感生电流，感生电流又和磁场作用产生电磁推力作用于铝熔液，促使金属溶液流动，达到搅拌效果。

目前大部分电磁搅拌变频电源均采用整流电源和逆变电源组成的双PWM结构的变频电源，该电源具有降低设备运行过程中对电网的谐波干扰，提高设备运行的功率因数和直流电压可控等优点等。

为确保设备可靠运行，变频电源均设置直流制动装置，然而，传统的直流制动装置仅具有过电压保护功能，即仅当直流母线电压高于安全电压时制动单元才动作，使直流母线电压降到安全电压以下。然而，电磁搅拌用双PWM变频电源停机时，通常采用先停逆变电源，后停整流电源的方式，此时，即使将电控柜主电源断开，在双PWM电源的直流侧电容中，仍将存在直流高电压，该电压将保持10分钟左右的时间，给设备安全和检修带来较大的不便。

实用新型内容：

为解决上述问题，克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种带复位功能变频电源制动装置；

解决的第一个技术问题是：电磁搅拌用双PWM变频电源停机时，通常采用先停逆变电源，后停整流电源的方式，此时，即使将电控柜主电源断开，在双 PWM电源的直流侧电容中，仍将存在直流高电压，该电压将保持10分钟左右的时间，给设备安全和检修带来较大的不便。

本实用新型解决上述技术问题的具体技术方案为：所述的带复位功能变频电源制动装置，包括三相交流电源通过主接触器KM电连接搅拌电源的A、B、C，搅拌电源的A、B、C连接搅拌电源的整流桥，所述整流桥的输出端接设置并联的直流滤波电容C、制动单元和逆变桥，逆变桥的输出端连接搅拌器负载，所述制动单元包括串联的功率器件K和功率电阻R，所述直流滤波电容C的两端设置连接端E和连接端F，其特征在于：所述连接端E和连接端F连接有控制电路；

所述连接端E和连接端F分别连接控制电路的输入端E1和F1；功率器件K 的栅极C和发射极D分别连接控制电路的输出端C1和D1，

所述控制电路的输入端E1和F1连接直流电压检测电路的输入VPN和AGN，直流电压检测电路的输出DCOUT和AGND分别与功率器件K控制逻辑电路的DCOUT 和AGND连接。

进一步的，所述主接触器KM设置有常闭触点KM1、常开触点KM3和常闭触点KM4。

进一步地，所述功率器件K控制逻辑电路包括输出端G端、VCC端和GND端。

进一步地，所述输出端G端串联主接触器的常开触点KM3，KM3的另一端接驱动电路的P端，VCC端直接连接驱动电路的VCC，GND端串联连接按钮SB的一端，SB的另一端连接主接触器KM的一个常闭触点KM1，常闭触点KM1的另一端连接中继电器线圈KA控制的常开触点KM2，KM2的输出端与功率器件K控制逻辑电路的输出端G端并联连接到驱动电路的输入端P；所述驱动电路设置有输出端C1和D1。

进一步的，所述的功率器件K控制逻辑电路的LM319输出端7串联接入主接触器KM的常闭触点KM4，KM4的另一端连接电阻的TZ端。

本实用新型的有益之处在于，没有改变传统设备的主电路结构，仅仅在主电路结构的一侧设置控制按钮和主接触器的辅助常闭触点的控制电路，即可完成电容电压的快速释放，提高了设备的检修效率。当设备正常工作时，由于穿入了主接触器的辅助常闭触点，此时电压释放按钮对整个电路不起任何作用，保证了设备的安全运行。

本实用新型的有益之处在于，通过控制电路的改进，实现了上下限电压的保护控制，在驱动电路P端并联的两条支路中分别串联接入了主接触器的常开触点和常闭触点，实现了并联电路的互锁。

本实用新型的有益之处在于，按钮控制电路的供电电压采用逻辑控制单元的脉冲电压，即：隔离驱动电路一次侧的控制电压，既减少了外加电源带来的额外成本，又避免了电压参考点匹配、接地等带来的麻烦。

附图说明：

附图1是本实用新型结构示意图；

附图2是本实用新型控制电路结构示意图；

附图3是本实用新型功率器件K控制逻辑电路结构示意图；

附图4是现有技术功率器件K控制逻辑电路结构示意图；

具体实施方式：

在对本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“后”、“左下”、“右上”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本实用新型的具体实施方式：所述的在设备运行之前，需设置图3中的上限保护电压UP＿REF和下限保护电压DOW_REF,下限保护电压应设置在安全电压 36V以下。

当电路处于正常工作状态时，即直流电压采样电路的输出电压DCOUT小于上限保护电压UP＿REF，且KM闭合，其常闭触点KM1断开，此时，电路处于正常工作状态，图3的输出端G端输出高电平，驱动电路的输出C1和D1之间输出低电平，功率器件K处于截止状态，按钮SB对电路没有控制作用,此时即使按下按钮SB，也不会改变驱动电路P端的电压，确保电路的安全，此外，LM319 的输出端断开，线圈KA不具备带电条件，因此其控制的常开触点KM2处于断开状态。

当直流电压采样电路的输出电压DCOUT大于上限保护电压UP＿REF时，图3 的输出端G端输出低电平，驱动电路的输出C1和D1之间输出高电平，功率器件K处于导通状态，使E和F之间的直流电压降低，起到对直流高压的保护作用。

当设备出现故障或停机，需要检修时，装置处于停机状态，接触器KM断开，此时电容C上维持一定的电压，在传统的制动控制回路中，由于没有专用的放电回路，此电压下降速度较慢，一般需经过10分钟左右的时间，才能下降到安全电压以下，给设备检修带来较多不便。采用本装置后，当停机时，主接触器断开，其常闭触点KM1闭合，此时由于直流电压高于下限保护电压DOW_REF, LM319的输出端7输出低电平，状态指示灯LED亮起，此时线圈KA有电流流过，其控制的常开触点KM2闭合，此时若按下按钮SB，则驱动电路的P端与GND建立电连接，使P端为低电平，驱动电路的输出C1和D1之间输出高电平，功率器件K处于导通状态，电容C上的电压经过功率器件K，制动电阻R形成放电回路，E和F之间电压迅速下降，当电压降至下限保护电压DOW_REF以下时，比较单元LM319输出端7输出高电平，状态指示灯LED灭，线圈KA中电流为零，其常开触点KM2断开，使逻辑电路的GND端与驱动电路的P端断开电连接，加载驱动电路上的脉冲消失，功率器件K恢复阻断状态，这时设备检修人员可安全的进行检修，整个电压下降时间基本在30秒之内，大大提高设备检修效率，操作人员可根据状态指示灯LED的状态确定松开按钮SB。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.一种带复位功能变频电源制动装置，包括三相交流电源通过主接触器KM电连接搅拌电源的A、B、C，搅拌电源的A、B、C连接搅拌电源的整流桥，所述整流桥的输出端接设置并联的直流滤波电容C、制动单元和逆变桥，逆变桥的输出端连接搅拌器负载，所述制动单元包括串联的功率器件K和功率电阻R，所述直流滤波电容C的两端设置连接端E和连接端F，其特征在于：所述连接端E和连接端F连接有控制电路；

所述连接端E和连接端F分别连接控制电路的输入端E1和F1；功率器件K的栅极C和发射极D分别连接控制电路的输出端C1和D1，

所述控制电路的输入端E1和F1连接直流电压检测电路的输入VPN和AGN，直流电压检测电路的输出DCOUT和AGND分别与功率器件K控制逻辑电路的DCOUT和AGND连接。

2.根据权利要求1所述的带复位功能变频电源制动装置，其特征在于所述主接触器KM设置有常闭触点KM1、常开触点KM3和常闭触点KM4。

3.根据权利要求2所述的带复位功能变频电源制动装置，其特征在于所述功率器件K控制逻辑电路包括输出端G端、VCC端和GND端。

4.根据权利要求3所述的带复位功能变频电源制动装置，其特征在于所述输出端G端串联主接触器的常开触点KM3，KM3的另一端接驱动电路的P端，VCC端直接连接驱动电路的VCC，GND端串联连接按钮SB的一端，SB的另一端连接主接触器KM的一个常闭触点KM1，常闭触点KM1的另一端连接中继电器线圈KA控制的常开触点KM2，KM2的输出端与功率器件K控制逻辑电路的输出端G端并联连接到驱动电路的输入端P；所述驱动电路设置有输出端C1和D1。

5.根据权利要求4所述的带复位功能变频电源制动装置，其特征在于所述的功率器件K控制逻辑电路的LM319输出端7串联接入主接触器KM的常闭触点KM4，KM4的另一端连接电阻的TZ端。