變頻器低電壓穿越電源制造技術

本實用新型專利技術涉及一種變頻器低電壓穿越電源。包括上電緩沖電路、輸入整流濾波電路、升壓電路、控制隔離輸出電路和控制電源電路。所述的上電緩沖電路由輸入交流斷路器QF1，第一、第二交流接觸器KM1、KM2和第一、第二、第三緩沖電阻R1、R2、R3構成。所述的輸入整流濾波電路由不可控整流支路和輸入濾波均壓支路構成。所述的升壓電路由升壓支路、輸出濾波均壓支路和驅動支路構成。所述的控制隔離輸出電路由控制支路和隔離輸出支路構成。所述的控制電源電路由不間斷電源UPS和電源轉換開關STS構成。它結構緊湊，體積小，穩定可靠，維護工作量小。在現場改造中成本較低。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本技術涉及一種變頻器低電壓穿越電源。包括上電緩沖電路、輸入整流濾波電路、升壓電路、控制隔離輸出電路和控制電源電路。所述的上電緩沖電路由輸入交流斷路器QF1，第一、第二交流接觸器KM1、KM2和第一、第二、第三緩沖電阻R1、R2、R3構成。所述的輸入整流濾波電路由不可控整流支路和輸入濾波均壓支路構成。所述的升壓電路由升壓支路、輸出濾波均壓支路和驅動支路構成。所述的控制隔離輸出電路由控制支路和隔離輸出支路構成。所述的控制電源電路由不間斷電源UPS和電源轉換開關STS構成。它結構緊湊，體積小，穩定可靠，維護工作量小。在現場改造中成本較低。【專利說明】變頻器低電壓穿越電源
本技術屬于低電壓穿越電源，特別是用于輔機變頻器的低電壓穿越電源。
技術介紹
目前，在電網發生低電壓跌落時，火電廠用輔機變頻器不具備低電壓穿越的能力，適應的輸入電壓范圍較窄，不能在輸入電壓跌落范圍較寬時穩定輸出，如20%的額定輸入電壓。一旦變頻器監測到輸入電壓過低，變頻器將閉鎖輸出，引起主燃料跳閘(MFT)啟動動作，鍋爐滅火，造成重大事故和損失。火電機組輔機變頻器不具備低電壓穿越能力的問題在全國范圍內普遍存在。目前國內解決火電廠輔機變頻器的低電壓穿越問題的辦法多為加裝變頻器的備用電源。如在電網與變頻器交流輸入端之間串聯加裝交流在線式UPS、在輔機變頻器直流母線處加裝蓄電池等。這兩種方案的設備內部均含有蓄電池，這兩種方案有以下缺點:1、蓄電池工作溫度有限，不能長期工作于高于額定工作溫度的環境下，一方面會縮短使用壽命，另一方面蓄電池有變形、脹裂的危險，可靠性差，不適合某些電廠的現場高溫環境。2、蓄電池需要配套充放電設備，如蓄電池數目較多時需單獨放置在一個蓄電池機柜內，這對現場的空間要求較高，同時增加了成本和設備維護的工作量。3、維護更換下的廢舊蓄電池內含有重金屬，一旦丟棄將會給環境帶來嚴重的污染，需要進行合理的再回收處理。另外，有些方案采用壓差切換控制開關作為電網電源與備用電源的切換裝置。壓差切換控制開關使用晶閘管作為開關元件，模擬電路監測晶閘管陽極A和陰極K之間的壓差，達到設定值晶閘管導通，備用電源對變頻器直流母線供電。這種切換方案中有以下缺點:1、使用的開關元件晶閘管為半控型器件，開關速度較慢，所需驅動電路功率大。2、晶閘管一旦導通，門極就失去控制作用，即模擬電路失去控制作用。一旦在電網電壓波動較為頻繁的電廠環境中使用，變頻器本身能夠穩定工作的前提下，晶閘管也非常容易發生誤導通，而且系統很難自動滿足晶閘管的關斷條件，晶閘管的誤導通很難自動恢復。目前國內火電廠輔機變頻器面對電網低電壓跌落時，不但變頻器主電路會出現不具備低電壓穿越的能力，變頻器控制系統在電網低電壓跌落時也會發生控制電源欠壓而停止工作。目前市場上的低電壓穿越電源產品，主要是采用開關電源或不間斷電源UPS給變頻器的控制電源供電。開關電源無法在電網電源跌落至20%額定值時穩定工作，而不間斷電源UPS內部含有蓄電池，蓄電池使用壽命有限，長期單獨使用不間斷電源UPS對變頻器控制電源供電，用戶在使用過程中需定期對不間斷電源UPS或者其內部的蓄電池進行更換，維護周期短，工作量較大。
技術實現思路
為了克服現有技術的缺點，本技術提供一種變頻器低電壓穿越電源，它結構緊湊，體積小，穩定可靠，維護工作量小。在現場改造中成本較低。本技術解決其技術問題所采取的技術方案是:包括:上電緩沖電路:由輸入交流斷路器QF1，第一、第二交流接觸器KM1、KM2和第一、第二、第三緩沖電阻Rl、R2、R3構成，輸入交流斷路器QFl連接在電網電源與第一交流接觸器KMl的輸入端之間，第一交流接觸器KMl的輸入端與第二交流接觸器KM2的輸入端并聯，第二交流接觸器KM2的輸出端的三個點分別與第一、第二、第三緩沖電阻Rl、R2、R3的一端串聯，第一、第二、第三緩沖電阻R1、R2、R3的另一端分別并聯至第一交流接觸器KMl的輸出端的三個點；輸入整流濾波電路:由不可控整流支路和輸入濾波均壓支路構成；不可控整流支路是由三相不可控整流橋VCl構成，輸入濾波均壓支路是由第一、第二、第三、第四輸入濾波電容C1、C2、C3、C4和第一、第二輸入均壓電阻R4、R5構成。其中，第一、第二、第三、第四輸入濾波電容Cl、C2、C3、C4的電容量、額定電壓完全一致,第一、第二輸入均壓電阻R4、R5的標稱阻值、額定功率完全一致；輸入整流濾波電路的連接方式是:三相不可控整流橋VCl的輸入端連接至第一交流接觸器KMl的輸出端，三相不可控整流橋VCl的輸出端連接至輸入濾波均壓支路；輸入濾波均壓支路的連接方式是:第一輸入濾波電容Cl與第二輸入濾波電容C2、第一輸入均壓電阻R4并聯,第三輸入濾波電容C3與第四輸入濾波電容C4、第二輸入均壓電阻R5并聯，第三輸入濾波電容C3的正極與三相不可控整流橋VCl的共陰極輸出端連接，第三輸入濾波電容C3的負極與第一輸入濾波電容Cl的正極連接,第一輸入濾波電容Cl的負極與三相不可控整流橋VCl的共陽極輸出端連接；升壓電路:由升壓支路、輸出濾波均壓支路和驅動支路構成；升壓支路是由高頻電感L1、霍爾電流傳感器TAl和第一絕緣柵雙極晶體管模塊VII構成，其中第一絕緣柵雙極晶體管模塊VIl選用兩單元IGBT模塊，兩單元IGBT模塊中的下管IGBT作為升壓支路的開關元件，與上管IGBT反并聯的二極管作為升壓支路的升壓二極管。輸出濾波均壓支路是由第一、第二、第三、第四輸出濾波電容C5、C6、C7、C8和第一、第二輸出均壓電阻R6、R7構成。其中，第一、第二、第三、第四輸出濾波電容C5、C6、C7、C8的電容量、額定電壓完全一致,第一、第二輸出均壓電阻R6、R7的標稱阻值、額定功率完全一致；升壓支路的連接方式是:高頻電感LI的一端連接于第三輸入濾波電容C3的正極，另一端連接至第一絕緣柵雙極晶體管模塊VIl下管IGBT的集電極，下管IGBT的發射極連接至第一輸入濾波電容Cl的負極，與上管IGBT反并聯的二極管其陽極與下管IGBT的集電極為公共端，陰極連接至第三輸出濾波電容C7的正極。輸出濾波均壓支路的連接方式是:第一輸出濾波電容C5與第二輸出濾波電容C6、第一輸出均壓電阻R6并聯,第三輸出濾波電容C7與第四輸出濾波電容C8、第二輸出均壓電阻R7并聯，第三輸出濾波電容C7的負極與第一輸出濾波電容C5的正極連接，第一輸出濾波電容C5的負極連接至第一輸入濾波電容Cl的負極。驅動支路的連接方式是:IGBT驅動電路板直接緊貼嵌套在第一絕緣柵雙極晶體管模塊VIl外形的凹陷處，通過螺栓與第一絕緣柵雙極晶體管模塊VIl連接；控制隔離輸出電路:由控制支路和隔離輸出支路構成。控制支路是由第二絕緣柵雙極晶體管模塊VI2構成，其中第二絕緣柵雙極晶體管模塊VI2選用一單元IGBT模塊。隔離輸出支路是由第一、第二共陽極快恢復二極管模塊MZA1、MZA2、第一、第二共陰極快恢復二極管模塊MZK1、MZK2、吸收電阻R8、第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八熔斷器FU1、FU2、FU3、FU4、FU5、FU6、FU7、FU8 和第一、第二、第三、第四輸出直流斷路器 QF2、QF3、QF4、QF5構成。控制支路的連接方式本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種變頻器低電壓穿越電源，其特征在于：包括：上電緩沖電路：由輸入交流斷路器（QF1），第一、第二交流接觸器（KM1、KM2）和第一、第二、第三緩沖電阻（R1、R2、R3）構成，輸入交流斷路器（QF1）連接在電網電源與第一交流接觸器（KM1）的輸入端之間，第一交流接觸器（KM1）的輸入端與第二交流接觸器（KM2）的輸入端并聯，第二交流接觸器（KM2）的輸出端的三個點分別與第一、第二、第三緩沖電阻（R1、R2、R3）的一端串聯，第一、第二、第三緩沖電阻（R1、R2、R3）的另一端分別并聯至第一交流接觸器（KM1）的輸出端的三個點；輸入整流濾波電路：由不可控整流支路和輸入濾波均壓支路構成；不可控整流支路是由三相不可控整流橋（VC1）構成，輸入濾波均壓支路是由第一、第二、第三、第四輸入濾波電容（C1、C2、C3、C4）和第一、第二輸入均壓電阻（R4、R5）構成，其中，第一、第二、第三、第四輸入濾波電容（C1、C2、C3、C4）的電容量、額定電壓完全一致，第一、第二輸入均壓電阻（R4、R5）的標稱阻值、額定功率完全一致；輸入整流濾波電路的連接方式是：三相不可控整流橋（VC1）的輸入端連接至第一交流接觸器（KM1）的輸出端，三相不可控整流橋（VC1）的輸出端連接至輸入濾波均壓支路；輸入濾波均壓支路的連接方式是：第一輸入濾波電容（C1）與第二輸入濾波電容（C2）、第一輸入均壓電阻（R4）并聯，第三輸入濾波電容（C3）與第四輸入濾波電容（C4）、第二輸入均壓電阻（R5）并聯，第三輸入濾波電容（C3）的正極與三相不可控整流橋（VC1）的共陰極輸出端連接，第三輸入濾波電容（C3）的負極與第一輸入濾波電容（C1）的正極連接，第一輸入濾波電容（C1）的負極與三相不可控整流橋（VC1）的共陽極輸出端連接；升壓電路：由升壓支路、輸出濾波均壓支路和驅動支路構成；升壓支路是由高頻電感（L1）、霍爾電流傳感器（TA1）和第一絕緣柵雙極晶體管模塊（VI1）構成，其中第一絕緣柵雙極晶體管模塊（VI1）選用兩單元IGBT模塊，兩單元IGBT模塊中的下管IGBT作為升壓支路的開關元件，與上管IGBT反并聯的二極管作為升壓支路的升壓二極管，輸出濾波均壓支路是由第一、第二、第三、第四輸出濾波電容（C5、C6、C7、C8）和第一、第二輸出均壓電阻（R6、R7）構成，其中，第一、第二、第三、第四輸出濾波電容（C5、C6、C7、C8）的電容量、額定電壓完全一致，第一、第二輸出均壓電阻（R6、R7）的標稱阻值、額定功率完全一致；升壓支路的連接方式是：高頻電感（L1）的一端連接于第三輸入濾波電容（C3）的正極，另一端連接至第一絕緣柵雙極晶體管模塊（VI1）下管IGBT的集電極，下管IGBT的發射極連接至第一輸入濾波電容（C1）的負極，與上管IGBT反并聯的二極管其陽極與下管IGBT的集電極為公共端，陰極連接至第三輸出濾波電容（C7）的正極，輸出濾波均壓支路的連接方式是：第一輸出濾波電容（C5）與第二輸出濾波電容（C6）、第一輸出均壓電阻（R6）并聯，第三輸出濾波電容（C7）與第四輸出濾波電容（C8）、第二輸出均壓電阻（R7）并聯，第三輸出濾波電容（C7）的負極與第一輸出濾波電容（C5）的正極連接，第一輸出濾波電容（C5）的負極連接至第一輸入濾波電容（C1）的負極，驅動支路的連接方式是：IGBT驅動電路板直接緊貼嵌套在第一絕緣柵雙極晶體管模塊（VI1）外形的凹陷處，通過螺栓與第一絕緣柵雙極晶體管模塊（VI1）連接；控制隔離輸出電路：由控制支路和隔離輸出支路構成，控制支路是由第二絕緣柵雙極晶體管模塊（VI2）構成，其中第二絕緣柵雙極晶體管模塊（VI2）選用一單元IGBT模塊，隔離輸出支路是由第一、第二共陽極快恢復二極管模塊（MZA1、MZA2）、第一、第二共陰極快恢復二極管模塊（MZK1、MZK2）、吸收電阻（R8）、第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八熔斷器（FU1、FU2、FU3、FU4、FU5、FU6、FU7、FU8）和第一、第二、第三、第四輸出直流斷路器（QF2、QF3、QF4、QF5）構成，控制支路的連接方式是：第二絕緣柵雙極晶體管模塊（VI2）內IGBT的集電極連接于第三輸出濾波電容（C7）的正極，第二絕緣柵雙極晶體管模塊（VI2）內IGBT的發射極連接于第一共陽極快恢復二極管模塊（MZA1）的陽極公共端，隔離輸出支路的連接方式是：第一共陽極快恢復二極管模塊（MZA1）和第二共陽極快恢復二極管模塊（MZA2）的陽極公共端相連接，第一共陰極快恢復二極管模塊（MZK1）和第二共陰極快恢復二極管模塊（MZK2）的陰極公共端相連接，第一共陰極快恢復二極管模塊（MZK1）的陰極公共端連接于第一輸出濾波電容（C5）的負極，吸收電阻（R8）并聯于第一共陽極快恢復二極管模塊（MZ...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉耀中，王坤，杜海波，王祥濱，張學謙，田亮亮，苗英俊，陳長江，
申請(專利權)人：邯鄲派瑞節能控制技術有限公司，
類型：新型
國別省市：河北;13