[实用新型]中低压能量回馈功率单元的主回路结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种使中低压(220-690VAC)变频器具备四象限运行能力的能量回馈功率单元的主回路结构。

背景技术

变频器是利用半导体功率器件依照调制好的PWM波信号开通和关断将工频电源变换为频率可调的电能变换装置。通用的变频器以“交-直-交”居多，即先把交流电整流滤波后变成直流电，再把直流电变换为频率可调的交流电来驱动马达。随着微电子和电力电子技术的发展和普及，变频器的应用也越来越广泛，依靠该装置来实现节能和满足各种生产工艺等。通用变频器，因为整流环节的不可逆，当电机处于发电状态时，变频器母线在无释放回路时会很快上升致过压，使之无法四象限工作。最通用的方法便是使用能耗制动单元和能量回馈功率单元。能耗制动单元，有其简单和成本低的优势，在负载能量回馈不频繁的场合，应用较广。但能耗制动发热量大、占空间和制动能力较差等缺点使它的应用受到限制，特别是在能量回馈频繁和回馈能量大的情况下。能量回馈功率单元，虽能控制较能耗制动复杂成本也较高，但它的节能和高效足以弥补它的缺点，所以使用越来越广泛。如：高层电梯、矿山绞车、油田叩头机等。

现在市场通用的中低压(220-690VAC)能量回馈功率单元，由于结构上的原因，存在电流环流现象，以及在能量回馈异常时，电网与逆变单元之间不能断开，而使逆变单元损坏。

发明内容

本实用新型的目的是克服上述缺陷，提供一种无环流现象存在及当能量回馈单元异常时，可实现电网与逆变单元及时断开的中低压能量回馈功率单元。

本实用新型的技术方案是：提供一种中低压能量回馈功率单元的主回路结构，包括由整流管D1及第一电容C1和第二电容C2构成的单向整流电路，由六个绝缘栅双极性晶体管IGBT构成的逆变单元，电网控制接入电路，输出滤波电路，所述单向整流电路的输出端与所述的逆变单元输入端相连接，所述逆变单元输出端第1、2、3脚与电网控制接入电路的输入端的1、2、3脚相连接，所述电网控制接入电路的输出端的4、5、6脚与输出滤波电路的输入端的1、2、3脚相连接；所述输出滤波电路的输出端R、S、T与电网相连接。

本实用新型由于采用了单向整流电路，它可以克服电流环流的现象；由于采用了电网控制接入电路，故可实现当能量回馈异常时，电网与逆变单元及时断开的目的。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是中低压能量回馈功率单元的结构方框示意图。

图3是中低压能量回馈功率单元的相位检测及电网电压检测电路示意图。

图4是中低压能量回馈功率单元中CPLD分频和CD4066锁相环电路示意图。

图5是中低压能量回馈功率单元典型应用接线示意图。

具体实施方式

请参见图1，图1是本实用新型的结构示意图。它是一种中低压能量回馈功率单元的主回路结构，包括由整流管D1及第一电容C1和第二电容C2构成的单向整流电路1，由六个绝缘栅双极性晶体管IGBT构成的逆变单元2，电网控制接入电路3，输出滤波电路4，所述单向整流电路1的输出端与所述的逆变单元2输入端相连接，所述逆变单元2输出端第1、2、3脚与电网控制接入电路3的输入端的1、2、3脚相连接，所述电网控制接入电路3的输出端的4、5、6脚与输出滤波电路4的输入端的1、2、3脚相连接；所述输出滤波电路4的输出端R、S、T与电网相连接。如图所示，“+”和“-”分别接变频器的母线，作为能量回馈的电源输入端。“R、S、T”端直接与电网连接，作为能量回馈的输出端。

单相整流电路：在电源的输入端，使用了一个整流管(D1)，使能量的单向传输，避免环流。即能量回馈功率单元与变频器相对独立起来，减少两者故障时的相互扩散。

逆变单元：逆变用的功率器件为绝缘栅双极性晶体管IGBT，该功率器件因为它的低饱和压降和良好的开关特性，已广泛应用于变频器的逆变部分。

电网接入控制电路：该接触器受控于直流侧电源，只有直流侧电源建立并达到一定的值才会吸合使逆变接入电网。它可以避免电网通过绝缘栅双极性晶体管IGBT上反并联二极管对电解电容无缓冲充电，从而保护绝缘栅双极性晶体管IGBT。并且在能量回馈功率单元异常时，电网与该装置完全断开，可同时起到保护电网和保护装置的作用。

输出滤波电路：在能量回馈的输出端，该产品内置了交流电抗器，使该产品可以直接与电网驳接。该电抗器使用材料为铁硅铝的磁粉芯做磁芯，与普通的非晶铁芯相比，噪声有明显改善，且回馈电流更平滑。