[实用新型]一种具备高低电压穿越功能的变频器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种具备高低电压穿越功能的变频器，属于电力设备技术领域。

背景技术

由于现代工业生产对用电质量的要求不断提高，供电系统电源电压跌落，升高或中断会对影响生产过程正常运行，尤其对于石油化工、造纸、发电厂等生产工艺会造成致命的损害，这类敏感负荷通常由变频器驱动，典型的敏感负荷包括风机、水泵等动力型负荷。据国际权威机构统计，由于电压跌落，升高或中断问题引起的生产线紊乱等问题造成的损失，已经是占供电质量问题的一半以上。因此，从用户侧采取高新技术手段减少和避免电压跌落带来的危害已经成为现代企业供电技术的迫切问题。

随着储能技术的发展，超级电容作为典型的储能设备由于使用寿命增长，放电能力加强，成本降低而得到广泛的应用。而双向直流-直流变换器与变频器已经是非常成熟的电力电子设备。随着现代工业的发展，对供电质量的要求也越来越高，相应对具有高低电压穿越功能的变频器需求越来越急迫。开发具有高低电压穿越功能的变频器产品能够满足市场的需求，推动电网电能质量的治理水平。

目前变频器无法有效克服供电系统暂态电压问题，当供电系统电压升高时会导致变频器直流过压保护，并停止工作；当供电系统电压降低或中断时变频器同样会停止工作。因此当供电系统出现暂态电压故障时，目前变频器无法正常工作影响生产过程正常运行。

发明内容

本实用新型的目的是提出一种具备高低电压穿越功能的变频器，已有的变频器的直流端并联一个双向直流-直流变换器，在供电系统故障使系统电源电压降低、断电或升高，导致变频器停机而影响生产流程正常运行时，保证变频器仍然可正常运行。

本实用新型提出的具备高低电压穿越功能的变频器，包括：超级电容，双向直流-直流变换器和变频器，所述的变频器由变频器整流单元和变频器逆变单元组成，变频器整流单元的交流输入端与系统电源连接，变频器逆变单元的交流输出端与负荷连接；所述的超级电容与双向直流-直流变换器的低压侧并联，双向直流-直流变换器的高压侧与变频器中变频器整流单元和变频器逆变单元之间的直流端并联；所述的双向直流-直流变换器包括绝缘栅双极型晶体管对管B1和直流电感L1；所述的直流电感L1的一端与超级电容的正极连接，超级电容的负极与绝缘栅双极型晶体管对管B1的下管发射极连接，直流电感L1的另一端与绝缘栅双极型晶体管对管B1的上管发射极连接。

本实用新型提出的具备高低电压穿越功能的变频器，其优点是：本实用新型变频器可以在供电系统电源出现电压降低、升高或中断等暂态故障而导致变频器停机而影响生产流程正常运行时，保证变频器仍然可正常运行，持续工作。本实用新型变频器具有高低电压穿越功能，不但具有极快响应速度、工作稳定等优点，而且结构简单，有效地节约了产品成本，便于维护，易于操作，性价比较高。

附图说明

图1为本实用新型具备高低电压穿越功能的变频器系统电路原理图。

具体实施方式

本实用新型提出的具备高低电压穿越功能的变频器，其结构如图1所示，包括：超级电容，双向直流-直流变换器和变频器，所述的变频器由变频器整流单元和变频器逆变单元组成，变频器整流单元的交流输入端与系统电源连接，变频器逆变单元的交流输出端与负荷M连接；所述的超级电容与双向直流-直流变换器的低压侧并联，双向直流-直流变换器的高压侧与变频器中变频器整流单元和变频器逆变单元之间的直流端并联；所述的双向直流-直流变换器包括绝缘栅双极型晶体管对管B1和直流电感L1；所述的直流电感L1的一端与超级电容的正极连接，超级电容的负极与绝缘栅双极型晶体管对管B1的下管发射极连接，直流电感L1的另一端与绝缘栅双极型晶体管对管B1的上管发射极连接。

以下结合附图，详细介绍本实用新型提出的具备高低电压穿越功能的变频器的工作原理和工作过程：

图1所示为本实用新型提出的具备高低电压穿越功能的变频器系统电路原理图。系统电源电压正常时，变频器驱动负荷正常工作，同时变频器直流端通过双向直流-直流变换器对超级电容进行充放电控制。所述双向直流-直流变换器对超级电容充电有恒流充电与浮充两种充电模式，当超级电容容量低于期望值时则进行恒流充电，当超级电容容量达到期望值时则进行浮充。所述双向直流-直流变换器对变频器直流端为恒压放电工作模式，当变频器直流端电压低于期望值时则启动对超级电容的恒压放电工作模式，确保变频器输出电压幅值保持恒定。当系统电压升高时所述变频器直流端可承受1.3倍系统电源额定线电压峰值，同时变频器具有恒压输出功能，确保变频器在系统电源电压升高时输出电压幅值维持恒定，并可持续正常工作。