CN221531293U - 一种高压变频机械旁路板 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高压变频机械旁路板，属于高压变频器领域。该机械旁路板包括整流电路、开关电源电路、接触器动作控制电路、单元板电压检测电路、旁路信号处理电路和旁路状态反馈电路。其中整流电路的输入端和输出端分别与功率单元三相电源和开关电源电路连接；单元板电压检测电路的输入端与单元板电源连接，其输出端与接触器动作控制电路的输入端连接；旁路信号处理电路的输入端与单元板连接，其输出端与接触器动作控制电路的输入端连接；接触器动作控制电路的输出端与旁路状态反馈电路的输入端连接；旁路状态反馈电路的输出端与单元板连接。本实用新型无需通过主控判断，动作响应迅速，且有独立开关电源供电，能可靠地执行旁路功能。

Description

一种高压变频机械旁路板

技术领域

本实用新型属于高压变频器领域，涉及一种高压变频器功率单元机械旁路。

背景技术

高压变频器在电气传动领域的应用有着极其深远的意义，其被广泛应用在冶金、石油、化工、电力、市政、矿山等行业。由于高压变频器由很多功率单元组成，单个单元发生故障就会造成高压变频停机，为客户带来经济损失，所以一种可实现故障单元自冗余的高压变频器功率单元旁路技术产生。

目前，高压变频器功率单元旁路技术有IGBT旁路技术、晶闸管旁路技术、机械旁路技术。IGBT旁路技术在IGBT损坏情况下无法旁路，晶闸管旁路技术会因为晶闸管及其控制板损坏而导致单元故障，且IGBT旁路技术和晶闸管旁路技术在单元板故障的情况下均无法正常执行旁路功能。目前的机械旁路控制系统通常与高压变频器主控直接进行通讯，不仅需要增加主控系统的工作量，还需要重新修改主控程序，增加程序版本，不利于产品标准化工作。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种高压变频机械旁路板，通过单元板控制或者自主执行单元旁路功能，以提高高压变频器的可靠性。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种高压变频机械旁路板，其包括整流电路、开关电源电路、接触器动作控制电路、单元板电压检测电路、旁路信号处理电路和旁路状态反馈电路。

其中整流电路的输入端和输出端分别与功率单元三相电源和开关电源电路连接，直接从功率单元电源取电，再经过开关电源电路转换为直流电压，为机械旁路板供电。

单元板电压检测电路的输入端与单元板电源连接，以检测单元板是否正常工作，其输出端与接触器动作控制电路的输入端连接。

旁路信号处理电路的输入端与单元板连接，接收单元板输出的旁路信号，其输出端与接触器动作控制电路的输入端连接。

接触器动作控制电路的输出端与旁路状态反馈电路的输入端连接；旁路状态反馈电路的输出端与单元板连接，以向单元板反馈单元旁路状态。

可选地，整流电路包括三相不控整流电路和电容滤波电路。其中三相不控整流电路的输入端和输出端分别与功率单元进线快熔前侧和电容滤波电路连接；电容滤波电路的输出端与开关电源电路的输入端连接。

可选地，该高压变频机械旁路板安装于功率单元内部。

可选地，该高压变频机械旁路板与所述单元板之间通过光耦隔离。

本实用新型的有益效果在于：

(1)本实用新型无需CPLD，控制回路简单成本低，无需更改主控及单元板的硬件电路及程序；

(2)本实用新型通过单元板直接向旁路板发送旁路信号，无需通过主控判断，动作响应更加迅速；

(3)本实用新型直接从功率单元进线快熔前侧取电，且有单独的开关电源供电，能够保证旁路板不会因单元故障而丢失电源导致无法可靠执行旁路功能；

(4)本实用新型可检测单元板电压以判断单元板是否处于正常工作状态，在单元板损坏时，可自动执行旁路功能；

(5)本实用新型在单元板与旁路板之间采用光耦隔离，在旁路板损坏时不会引起单元板故障而造成停机；

(6)本实用新型可在多种单元故障发生时由单元板控制或者自主执行单元旁路功能，提高高压变频器的可靠性。

本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作优选的详细描述，其中：

图1为本实用新型提出的高压变频机械旁路板结构框图；

图2为高压变频机械旁路板在功率单元中的安装示意图；

图3为高压变频机械旁路板一具体实施例；

图4为高压变频机械旁路板整流电路示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本实用新型的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

如图1所示为本实用新型一种高压变频机械旁路板，其包括整流电路、开关电源电路、接触器动作控制电路、单元板电压检测电路、旁路信号处理电路和旁路状态反馈电路。其中，整流电路的输入端与功率单元三相电源连接，其输出端与开关电源电路连接；开关电源电路的输出端分别与接触器动作控制电路、单元板电压检测单路、旁路信号处理电路和旁路状态反馈电路连接，用于提供直流电源；接触器动作控制电路输入端分别与单元板电压检测电路和旁路信号处理电路连接，由单元板电压检测电路和旁路信号处理电路的输出信号控制输出动作信号；单元板电压检测电路的输入端与单元板开关电源连接；旁路信号处理电路接收单元板发出的旁路信号并输出至接触器动作控制电路；旁路状态反馈电路与接触器线圈的两端连接，采集接触器线圈两端的电压(即接触器动作控制电路输出的动作信号)来判断接触器是否动作，并将单元旁路状态反馈给单元板。

该高压变频机械旁路板安装在功率单元内部，外部的接线则全部采用硬接线方式。具体地，机械旁路板可安装在功率单元内部固定板上，如图2所示。

作为本实用新型的一个优选实施例，如图3所示，其中，整流电路可采用二极管组成的三相不控整流电路和电容滤波电路构成，如图4所示，其三相进线电源取自功率单元进线快熔前侧，经过不控整流及滤波后输出开关电源电路所需的直流电压。

开关电源电路可采用反激变换器将整流电路输出的高压直流电压转化为驱动旁路接触器的24V电压和控制需要的5V电压，再使用稳压芯片将5V电压转换为3.3V电压。

接触器动作控制电路可通过MOS管实现对输出电压的控制，接触器动作控制电路接收单元板电压检测电路和旁路信号处理电路的输出信号来控制MOS管的导通与关断，向旁路接触器提供电压并向旁路状态反馈电路输出动作信号。其中，单元板电压检测电路连接至单元板开关电源输出的13V电压，对单元板电压进行检测，在单元板损坏失电时，控制接触器动作控制电路吸合旁路接触器。单元板正常工作时，是否执行旁路功能则由旁路信号处理电路的输出信号决定。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种高压变频机械旁路板，其特征在于：其包括整流电路、开关电源电路、接触器动作控制电路、单元板电压检测电路、旁路信号处理电路和旁路状态反馈电路；所述整流电路的输入端和输出端分别与功率单元三相电源和开关电源电路连接；所述开关电源电路输出端分别与接触器动作控制电路、单元板电压检测电路、旁路信号处理电路和旁路状态反馈电路连接；所述单元板电压检测电路的输入端与单元板电源连接，其输出端与接触器动作控制电路的输入端连接；所述旁路信号处理电路的输入端与单元板连接，其输出端与接触器动作控制电路的输入端连接；所述接触器动作控制电路的输出端与旁路状态反馈电路的输入端连接；所述旁路状态反馈电路的输出端与单元板连接。

2.根据权利要求1所述的高压变频机械旁路板，其特征在于：所述整流电路包括三相不控整流电路和电容滤波电路；所述三相不控整流电路的输入端和输出端分别与功率单元进线快熔前侧和电容滤波电路连接；所述电容滤波电路的输出端与所述开关电源电路的输入端连接。

3.根据权利要求1所述的高压变频机械旁路板，其特征在于：该高压变频机械旁路板安装于功率单元内部。

4.根据权利要求1所述的高压变频机械旁路板，其特征在于：该高压变频机械旁路板与所述单元板之间通过光耦隔离。