[实用新型]一种带能量回馈的交流传动系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及变频器调速领域，特别是涉及一种交流传动系统。

背景技术

随着电力电子技术的发展，交流电动机的变压变频调速应用越来越广泛。当电动机工作于发电状态，即电动机快速制动，则能量的传输需要反向，会在滤波电容上累积，从而产生泵升电压。如果泵升电压过高，会威胁系统的安全。在传动系统中处理泵升电压的方法是：在单轴传动中，在变频器的中间母线上加内置或外置的制动单元，使得多余的能量在能耗电阻上消耗掉；在多轴传动中，在直流母线上加带能耗电阻的制动单元，将电动机回馈的能量消耗在制动电阻上。现有的处理方法造成了很大的能量浪费，在制动很频繁的场合这种问题更突出。在处处都提倡节约、绿色环保的今天，研制出将制动能量回馈到电网的装置非常有必要。市场上虽然有一些取代能耗制动的能量回馈装置面世，但它们都是针对某一特殊的领域(如电梯、油田磕头机)，其结构和功率都有很多的局限性，不能用在环境更恶劣、功率更大、回馈电网电能的质量要求更高的场合，并且这些能量回馈装置都只考虑了反馈到电网去的电能质量问题，没能兼顾到电动机在回馈状态下的制动效果。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种带能量回馈的交流传动系统，本系统适用面广，还兼顾到电动机在回馈状态下的制动效果。

本实用新型所采用的技术方案是：本系统包括无线电干扰抑制滤波器、进线电抗器、变频器、能量回馈装置和电动机，电网依次通过无线电干扰抑制滤波器、进线电抗器接至变频器，变频器接至电动机，变频器还通过能量回馈装置接回电网。能量回馈装置包括功率板和控制板，功率板的母线电压输入端接至变频器的输出端，功率板的脉冲信号输入端接至控制板的脉冲信号输出端，功率板的母线电压检测输出端接至功率板的直流电压输入端，功率板的反馈电压输出端通过输出滤波电路接至电网，输出滤波电路通过电流输出端接至控制板的电流输入端，电网还与控制板的交流电压输入端相连。

本实用新型的优点：本传动系统因为使用了独特的能量回馈装置，能满足恶劣条件下的应用。就整个交流传动系统而言，用能量回馈装置替代了以往的能耗制动电阻，达到了节能的目的。由于能量回馈装置不仅考虑到输往电网的电能的质量，而且综合考虑了能量回馈装置输出电流对电动机制动性能的影响，因此通过对输出电流的控制可以改善电动机的制动特性。

附图说明

图1为单轴传动，有能量回馈装置的方案；

图2为多轴传动，有能量回馈装置的方案；

图3为能量回馈装置的系统组成及原理框图。

具体实施方式

如图1、图3所示，本交流传动系统包括无线电干扰抑制滤波器、进线电抗器、变频器、能量回馈装置和电动机。电网依次通过无线电干扰抑制滤波器、进线电抗器接至变频器，变频器接至电动机，变频器还通过能量回馈装置接回电网。能量回馈装置包括功率板和控制板，功率板的母线电压输入端接至变频器，功率板的脉冲信号输入端接至控制板的脉冲形成电路的输出端，控制板的直流电压采样及处理电路的直流电压采样输入端接至功率板的直流电压输入端，功率板的输出端通过输出滤波电路接至电网，输出滤波电路通过电流检测器的输出接至控制板的电流检测输入端，电网还与控制板的交流电压采集及处理电路的输入端相连。

如图3所示，所述控制板包括脉冲形成电路、滞环比较电路、交流电压采集及处理电路、电流检测及处理电路、直流电压采样及处理电路和辅助电源，脉冲信号输出端接至脉冲形成电路，脉冲形成电路与滞环比较电路、直流电压采样及处理电路均相连，滞环比较电路还与电流检测及处理电路、交流电压采集及处理电路、直流电压采样及处理电路相连，电流检测及处理电路外接电流传感器，交流电压端接至交流电压采集及处理电路，交流电压采集及处理电路还与直流电压采集及处理电路相连，直流电压采集及处理电路还外接直流电压输入端，为控制板提供电源的辅助电源接有一温控开关。

控制板各模块的作用是：

交流电压采集及处理电路：检测交流电压的幅值，频率，相位，使能量回馈的输出电压的幅值高于电源幅值，频率与电网频率相同，相位与电网相位一致。

电流检测及处理电路：利用霍尔效应，检测能量回馈装置输出到电网的电流，经过一定的处理后，送到滞环比较电路，从而控制输出电流的大小和幅值，以使能量回馈装置的输出功率因素接近1。

滞环比较电路：将脉冲形成电路形成的电流给定值与采集到的电流比较，并加入一些补偿电路，得到驱动IGBT(绝缘栅双极型晶体管)的PWM(脉宽调制)波。