电源瞬停时维持变频器连续运行的装置的制作方法

专利名称：电源瞬停时维持变频器连续运行的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电压型通用变频器的应用技术，尤其是指一种电源瞬 停时维持变频器连续运行的装置。
背景技术：
电压型通用变频器以其优越的调速性能和显著的节能效果已被各行各业愈 来愈广泛地应用，在各种容量的调速传动系统中电压型通用变频器已经成为公 认的首选技术装置。
如在电力行业，当前国内新建的燃煤电厂大容量发电机组，锅炉制粉系 统的给煤机(或给粉机)，大都采用电压型通用变频器进行调速驱动。它不但提 高了给煤机(或给粉机)的调速性能和计量精度，且与原来滑差调速控制相比 还具有明显的节能效果。
目前国内外各制造商生产的电压型通用变频器都设有"电压异常波动"保 护功能，即当变频器的交流电源发生电压暂时中断或电压暂时变化、瞬时变化 时,变频器将动作跳闸(TRIP),保护本变频器元器件免遭损坏，且输出"报警" 信号。目前，虽然某些品牌的电压型通用变频器具有"电源瞬停再启动"功能， 但是，当发生变频器电源瞬停时，即使电压恢复到额定电压的85°/ 后再自动重 启动(其条件是在跳闸期间，"运转"指令和"速度"指令必须连续保持"ON" 状态)，对用于电力、化工、半导体、仪表、医药、纺织、食品等行业中某些连 续生产工艺不能瞬停或突然失速的精密生产线上的变频器调速驱动，因变频器 的跳闸、停止、电压恢复、自动重启动、再恢复到跳闸前的速度这一瞬间的过 程，可能已经造成了连续生产工艺线的停止或产品质量的不合格，经济效益受 到损失。
如在电力行业，新建或已建的大容量、高性能的燃煤发电机组中，为了提 升发电机组在发生某些故障后能快速恢复向电网供电的能力，设置了 "机组快 速切回(FCB)"的功能。其作用是当发电机组发生某些故障时，能避免锅炉熄 火停炉，对锅炉各子系统设备可避免一次因紧急停炉造成巨大的设备沖击损耗，而延长锅炉系统设备的使用寿命。且当故障解除后，具有快速恢复向电网正常 供电的能力，提升发电机组的供电品质，还可获得显著的节水、节电、节约燃 料和供电效益。
当燃煤电厂锅妒制粉系统的给煤机(或给粉机)采用电压型通用变频器驱 动后，变频器的电源因6KV厂用电瞬时停电切换或其他各种原因发生电压瞬时 变化大于设计允许值时，变频器内部自身的保护功能将动作跳闸，即使有些品 牌的变频器可以设置"电源瞬停再启动"功能，也因所有运行中的给煤机变频 器已同时跳闸而触发了发电机组的"锅炉主燃料断(MFT)"保护功能动作，使 得"机组快速切回(FCB)"功能不能实现，导致发电机组锅炉熄火停炉。因此， 现有技术中由于机组运行中抗电源波动干扰的能力不完善，造成发电机组运行 品质的缺损，
目前市场上大部分的电压型通用变频器的电源电压波动允许值的标准是 标定额定电压的± 15°/ 。可持续时间约40ms。即当变频器的电源电压低于额 定电压的85%时，其内部直流环节上的电压将快速降到"低电压"保护值而动 作跳闸，并向外部接口发出"跳闸"和"停止"报警信号。或当变频器的电源 电压高于额定电压的115%时，其内部直流环节上的电压将升到"过电压"保护 值而跳闸，并向外部接口发出"跳闸"和"停止"报警信号。
现有技术针对上述问题而采取的改进技术
1. 电压型通用变频器的电源采用直流电源供电。
将电压型通用变频器供电电源具备交、直流两用的配置。对于重要敏感的 驱动设备采用直流电源供电，以避免因交流电源发生瞬时停电或电压短期变化 引起变频器跳闸。它的缺点是用户因此需要配置性能可靠、大容量、高电压(540V 左右)的专用蓄电池组和充、放电装置，从而使整个装置造价高，维护工作多， 运行损耗大，设备占地空间很大。
2. 电压型通用变频器的电源采用UPS电源供电。
对于驱动重要敏感设备的小容量电压型通用变频器，通过UPS来供电，可 以避免因交流电源发生瞬时停电或电压短期变化引起变频器跳闸。它的短处是 UPS电源无论采取一对一配置，还是集中配置，价格高，维护工作多，运行损 谆毛大，i史备体积也大。3. 对于接有电压型通用变频器等类似重要敏感设备的电源，配置动态电压 补偿装置(DVR )。将动态电压补偿装置串接在电源和电压型通用变频器之间，装置中的电压 监测单元一旦检测到电压凹陷，即触发控制内部逆变器，将装置内直流电压逆变成相应幅值和相位的交流电压叠加到电压凹陷的线路上，整个过程约2ms,使电压型通用变频器不受电压凹陷的影响。它的短处是动态电压补偿装置是有 源的，需要从其他电源系统另接一路电源，价格高，运行损耗大，设备体积也 大。4. 从其他电源系统上配接全容量的交流备用电源，再配置快速切换控制电路来控制切换。其缺点是由于需要设一条专用供电母线供变频器用，使供电安 全性差。例现有技术中有将制粉系统所有变频器分两组，变频器电源分别从两段 供电母线上接出，且该两段供电母线按互为备用电源或各配备用电源的方式。 其"常用-备用'，互为切换回路需在变频器跳闸前将备用电源快速切换上去(约 40ms)，但当给粉机所带的负载比较高时，变频器直流环节DC上的电压下降的 速度是低负载时的1. 5_2. 5倍，在切换的40ms期间有可能造成直流环节DC上 的电压不能维持在"低电压"保护值之上而导致变频器跳闸。其接触器切换回 路不带延时，若切换逻辑回路故障或失控，有造成切换失败或两路电源非同期 接通的安全隐患。而且给粉机变频器的控制回路接口接线方式需修改为长信号 输出，与上位控制系统连接的线路就易受到电磁干扰而影响给粉机的正常运行。 若所有给煤机变频器采用一对一备用电源，占用厂用电设备资源多，电缆距离 长经济性差。5. 现有技术中也有将给煤机数字控制装置釆取修改控制芯片中控制逻辑 的方法来解决变频器电源瞬停时的问题。在给煤机变频器因电源瞬停切换已实 际跳闸的期间，修改后的控制逻辑对变频器的"停止"和给煤机电动机的转速"失速"信号作延时处理，在电源恢复正常时再自动重启给煤机变频器。其缺 点是当6KV厂用电瞬时停电切换或因其他原因造成电源电压波动超过额定电压 的±15%时，运行中的所有给煤机同时有一个"跳闸-再启动，，的过程，虽然能 避免触发"锅炉主燃料断(MFT)"保护动作和熄火停炉故障，但是给煤机送出的实际煤量对锅炉会产生超调和振荡的现象。它对于启、停大容量电动机负载
时，供电电源可能发生电压波动超过额定电压的±15%的厂用电系统，其电源上
的给煤机变频器也会随之发生"跳闸-再启动"的过程，则制粉调节系统易常出 现振荡现象，影响锅炉运行的稳定性。
在燃煤电厂发电机组的6KV厂用电系统中，因机组某种故障或外部电网的 系统故障而引起6KV厂用电源系统瞬时停电切换到备用电源，或者因厂用电源 系统上大容量设备启动或厂用电源系统上发生短路造成电源电压暂时凹陷时， 接于厂用电源系统400V母线上的给煤机(或给粉机)变频器因供电母线上的剩 余电压降到额定电压的85°/。以下(或高于额定电压的115%以上时)，运行中的给 煤机(或给粉机)变频器因内部直流环节上的电压降到"低电压"(或突升到"过 电压")保护设定值而全部跳闸，发电机组DCS控制系统中的"机组保护装置 (PPS)"收到运行中给煤机全部"停止，，信号后，触发"锅炉主燃料断(MFT)" 保护动作，"机组快速切回(FCB)"功能失败，导致发电机组停炉熄火。对此， 燃煤电厂迫切需要解决这一因厂用电瞬停或电压瞬时变化引起运行中的给煤机 (或给粉机)全部跳闸，触发"锅炉主燃料断(MFT)"保护动作导致发电机组 熄火停炉这一重大隐患。
目前电压型通用变频器主回路的概况市场上各品牌公司(三菱、富士、 日立、安川、AB、西门子和AC Tech公司等)制造的中小容量电压型通用变频 器，其产品规格书上均载明其电源电压允许波动值为额定电压±15%,持续时间 没有参数。这些变频器用于小惯量驱动负载，若变频器电源电压降到额定电压 85°/。以下或高于额定电压的115%以上，变频器内部直流环节上的电压降到"低 电压"或高于"过电压"保护值时将立即跳闸，并向外部接口发出变频器"跳 闸"和"停止"报警信号。
以上品牌公司的中小容量电压型通用变频器和电压型变频器单元内部主电 路的原理图一般有如下两种电压型通用变频器主电路原理图(参见图1 );中 点钳位式电压型通用变频器主电路(参见图2 )。
在图l中，电压型通用变频器主电路的结构为
它是由二极管整流桥D与主电路直流环节DC1 (由滤波电容Cll组成)以 及三相可控逆变桥组件TR1三部分电路并联连接组成的，在二极管整流桥D与主电路直流环节DC1之间连接一个由启动充电限流电阻R与变频器内部电压检 测回路控制接点部件(是变频器内部电压检测回路控制的微型接触器接点或晶 闸管)K并联的电路，三相可控逆变桥组件TR1的三相交流输出接电动机。其工作原理是当变频器电源开关合上后，三相或单向交流电源经二极管整 流桥D转换成直流，直流输出首先经启动充电限流电阻R向滤波电容Cll充电， 当主电路直流环节DC1上的电压达到一阈值电压，变频器内部电压检测回路控 制接点部件K接通(微型接触器接点接通或晶闸管导通)，短接启动充电限流电 阻R,再继续加速向滤波电容Cll充电，直至直流环节DC1上的电压达到工作 电压，变频器便处于待机状态。变频器在外部"启动"指令信号控制下运转时，三相可控逆变桥组件TR1 按"速度"指令信号将直流电压逆变成三相交流输出，驱动交流电动机调速运 转。当变频器的三相交流电源瞬时停电或电压暂时、瞬时变化时，主电路直流 环节DC1上的电压因降压或失压，同时又带着电动机负载运转将快速下降，当 降到"低电压"保护的动作值时立即跳闸。对于小惯量负栽的电动机，其转速 迅速降到零。这个过程的持续时间根据电动机负载大小而定，现有标准的电压 型通用变频器一般维持约为十几到几十ras。因此，电压型通用变频器在有特殊要求的应用领域受到一定的限制。图2中的中点钳位式电压型通用变频器主电路与图1的工作原理相同，电 路结构的区别在于主电路直流环节DC2是由滤波电容C21、 C22串联组成，电容 C21、 C22的公共点与三相可控逆变桥组件TR1的中点相连接。实用新型内容本实用新型的目的是为了克服上述现有技术中的诸多不足，提供一种当变 频器的电源瞬停切换或电压暂时变化时，被驱动设备能保持连续、平稳、可靠 运行的电源瞬停时维持变频器连续运行的装置。本实用新型的目的是这样实现的，本实用新型的一种电源瞬停时维持变频 器连续运行的装置，所述变频器的主电路是由二极管整流桥与主电路直流环节 以及三相可控逆变桥组件三个电路并联组成的，其中，所述主电if各直流环节由 滤波电容组成，在所述二极管整流桥与主电路直流环节之间连接一个由启动充电限流电阻与变频器内部电压检测回路接点部件并联的电路，所述二极管整流 桥的输入端连接三相或单向交流电源，所述三相可控逆变桥组件的三相交流输 出接电动4凡，其特征在于在所述主电路直流环节的两端并联一个蓄能组件，与所述主电i 各直流环节 中的滤波电容组成二级式充电蓄能的部件，该蓄能组件的电路结构为由蓄能 电容串联一个由充电限流电阻与放电用二极管并联的充放电组件组成的电路。本实用新型的效果本电源瞬停时维持变频器连续运行的装置对于燃煤电厂具有较大的经济效 益和确保发电机组向电网供电的品质。对其他行业中采用各种容量电压型通用 变频器驱动的连续生产工艺系统或电压型变频器单元，采用本技术能使连续生 产工艺系统稳定、可靠，生产效率和产品质量有保障，具有广泛的应用技术领 域和经济价值。本申请专利的方法适用于各种容量电压型通用变频器和电压型变频器单 元，原理简明，实用有效。当变频器的电源瞬停切换或电压暂时变化时，被驱动设备能保持连续、平稳、可靠运行。在本燃煤电厂，当电源瞬停切换时间(如 600ms时)大大超过通用变频器允许最大时间时，采用本方法后的变频器能维 持电动机原转速平稳运行，还一并解决了因其他原因造成电源电压暂时、瞬时 变化超过额定电压的± 15%时引起变频器跳闸的问题。为进一步说明本实用新型的上述目的、结构特点和效果，以下将结合附图 对本实用新型进行详细说明。


图1:现有的电压型通用变频器主电路原理示意图； 图2:现有的中点钳位式电压型通用变频器主电路原理示意图； 图3:本实用新型电压型通用变频器主电路二级式充电蓄能实施例示意图； 图4:本实用新型电压型通用变频器主电路二级式充电蓄能实施例示意图； 图5:本实用新型中点钳位式电压型通用变频器主电路二级式充电蓄能实 施例示意图；图6:本实用新型中点钳位式电压型通用变频器主电路二级式充电蓄能实 施例示意图；9图7:本实用新型电源开关合闸后，前、后两级电容器上充电过程电压示 意图；图8:本实用新型电源瞬停时，前、后级蓄能电容器上放电、再充电过程 中的电压示意图；图9:本实用新型的电压型通用变频器主电路二级式分段充电蓄能实施例 示意图。附图中的部件名称D: 二极管整流桥 R、 Rs:启动充电限流电阻K:变频器内部电压4佥测回路"J妾点部件DC1-DC6、 DC9:主电if各直流环节Rr:充电限流电阻 VD:放电用二4及管TR1-TR6、 TR9:三相可控逆变桥组件C31、 C41、 C51、 C52、 C61、 C62:滤波电容W3-W6、 W9:蓄能组件 30:外置电器箱Cs31 、 Cs41、 Cs42、 Cs51、 Cs61、 CA.62:蓄能电容具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型的电源瞬停时维持变频器连续运行的装置的具体实施方式
进行详细说明。础上，在其主电路直流环节DC上并联一个蓄能组件。参见图3，图3为本实用新型电压型通用变频器主电路二级式充电蓄能实 施例示意图；本实用新型是由二极管整流桥D与主电路直流环节DC3 (由滤波电容C31 组成，该滤波电容C31既有滤波功能，又有蓄能功能)以及三相可控逆变桥組 件TR3三部分电路并联连接组成的，在二极管整流桥D与主电路直流环节DC3 之间连接一个由启动充电限流电阻R与变频器内部电压^r测回鴻4妻点部件K并 联的电路，二极管整流桥D的输入端连接三相或单向交流电源，三相可控逆变 桥组件TR3的三相交流输出接电动机，在主电路直流环节DC3的两端"P+"、 "N-" 并联一个蓄能组件W3，与所述主电路直流环节中DC3中的滤波电容C31组成二 级式充电蓄能的部件，该蓄能组件W3包括由数个电容器并联组成的蓄能电容Cs 31串联一个充电限流电阻Rr ,该充电限流电阻R r并联一个放电用二极管VD。
电容器C,31的个数和电容量可按负载和需要维持的时间来确定。 该蓄能组件W3置于一个外置电器箱30内。
当变频器合上电源后，三相或单相交流电源经整流桥D整流成直流，直流 输出首先经启动充电限流电阻R向主电路直流环节DC3上的原有滤波电容C31 緩慢充电，同时随着主电路直流环节DC3上电压的上升，经蓄能组件W3中的充 电限流电阻Rr又向后级的蓄能电容Cs31缓慢充电。当主电路直流环节DC3上 的电压达到一阈值电压(如工作电压的62%)时，变频器内部电压冲全测回路接 点部件K被接通，短接启动充电限流电阻R。此时，整流桥D整流输出的直流 一方面向主电路直流环节DC3上前级的滤波电容C31加速充电，使滤波电容C31 快速达到工作电压。同时随着主电路直流环节DC3上电压的上升，经充电限流 电阻Rr继续向后级的蓄能电容C,31緩慢充电，直至主电路直流环节DC3后级 上的电压达到稳定电压后，充电过程结束，变频器处于运行前的待机状态。电 源开关合闸后前后两级蓄能电容(C31、 C"l)上充电过程中电压的示意图参见 图7,图7为本实用新型电源开关合闸后，前、后两级电容器上充电过程电压 示意图。
主电路直流环节DC3的后级蓄能电容C,31上的最终电压值与前级蓄能的滤 波电容C31之间有一个电压差，只要配置适当的充电限流电阻^，既能使充电 电流限制在允许值内，避免整流桥D及其他元器件因过流烧坏，又能使后级蓄 能电容C,31上电压接近前级蓄能的滤波电容C31的值，达到蓄能能量最充分， 充放电能耗小，可满足电源瞬停时间长或电压凹陷时间较长、电动机负载功率 较大的特殊应用要求。
电压型通用变频器工作过程变频器控制回路收到"启动"指令和"转速，' 给定信号后，通过内部逻辑控制给三相可控逆变桥組件TR3发出调制驱动，将 直流电压逆变成幅值相等、脉宽不等的调制脉冲，其等值电压为正弦波。由此， 获得频率可变、电压可变的三相交流输出，驱动交流电动机按"转速"给定信 号调速运转。其能量传递关系为电网工频交流—直流—变频交流。
当运转中的变频器发生电源瞬时停电切换(如600ms)时，整流桥D因交 流输入侧电压快速下降而失去输入电源，整流桥D的直流输出电流降为零，而主电路直流环节DC3上电压还继续维持着三相可控逆变桥组件TR3的输出而将 快速下降。此时当主电路直流环节DC3上的前级蓄能的滤波电容C31上电压将 低于后级蓄能电容C,31的电压时，其后级蓄能电容 31上储存的电能经放电 用二极管VD向三相可控逆变桥组件TR3供电，并维持前级的电压，延緩前级滤 波电容C31上电压的下降速度。只要使后级的蓄能电容器C531存储的电能足够 维持变频器运转到电源电压恢复到正常时主电路直流环节DC3上的电压仍高于 "低电压"保护跳闸的电压值，就能避免给煤机变频器因电源瞬停造成低电压 而引起的"跳闸"，且维持变频器驱动的电动机所带负载的转速基本不变，使生 产系统能保持稳定、高质量运行。电源瞬停时，前、后级蓄能电容器上放电、 再充电过程参见土 8，图8为电源瞬停时，前、后级蓄能电容器上放电、再充 电过程中的电压示意图，图中A点为电源瞬停始点，前级电压下降始点，后 级电能开始向前级连续补充。B点为电源瞬停终止点，前级电压恢复始点，后 级蓄能电容器开始再充电蓄能。上述蓄能组件W3中的蓄能电容C,31可以如图9所示采用单个电容器組成， 图9为本实用新型的电压型通用变频器主电路二级式分段充电蓄能的另一实施 例示意图，图中蓄能组件W9中的蓄能电容C,91由单个电容器组成。另夕卜，根据用户电动机负载容量的大小，蓄能电容C,31可由2个或2个以 上的电容器并联组成，以增加主电路直流环节DC3上存储的能量来维持变频器 在电源瞬停切换期间或电压暂时、瞬时变化时继续按原输出值驱动电动机平稳 运行。对用于电源瞬停切换时间较长或电压暂时、瞬时变化持续时间较长、容量 较大的电压型通用变频器或电压型变频器单元，受变频器最大允许通态电流的 限制，蓄能电容C,31不能直接并接，若直接并接则产生三种情况一是当变频器电源开关刚送电时，过大的充电电流将烧毁整流桥D、启动 充电限流电阻R、变频器内部电压检测回路接点部件K，或熔断变频器输入侧的 保护熔断器，使变频器无法进入待机工作状态。二是当主电路直流环节DC3上充电电压上升到工作电压的某值(如65 % 工作电压)时，其变频器内部电压检测回路接点部件K接通，自动切除变频器 主回路上的启动充电限流电阻R，以加快后续的充电速度，并达到稳定的工作电压。但主电路直流环节DC3上并接了增设的大容量蓄能电容C,31,主回路切 除启动充电限流电阻R后，后续的充电电流瞬间将增大几倍或十几倍，变频器 主回路上的整流桥D和变频器内部电压检测回路接点部件K不能承受将烧损， 或熔断变频器输入侧的保护熔断器，使变频器无法进入待机工作状态。
三是若抬高主电路直流环节DC3上工作电压较大，达到"过电压"保护设 定值，变频器将动作跳闸。且主回路上的相关元器件承受抬高后的工作电压， 易？ I起这些元器件的提前老化或损坏。
因此，本实用新型在变频器用于驱动的电动机负载功率较大、电源瞬停切 换时间较长或电压暂时、瞬时变化时间较长的场合，在主电路直流环节DC3上 通过增设一个与蓄能电容Cs31串联的充放电组件来并接或分两级并接蓄能电 容器C,的方法，保证变频器交流电源投入后对直流环节DC的充电不会造成过 流冲击，在电源瞬停切换或电压暂时、瞬时变化期间对直流环节DC上并接的蓄 能电容器C,放电-再充电过程达到平緩过度，且又能维持电动机原转速运行， 该充放电组件由上述充电限流电阻R7.以及与充电限流电阻Rf的放电用二极管 VD组成。这样即达到限制充电电流在允许值内，保护整流桥D及其他元器件不 会过流烧坏，又能配置多个较大容量的蓄能电容器来满足电源瞬停、电压暂时 或瞬时变化时间较长、负载功率较大的驱动设备的特殊应用要求。
参见图4,图4为本实用新型电压型通用变频器主电路二级式充电蓄能的 又一实施例示意图。
本实施例中，在主电路直流环节DC4上并联的蓄能组件W4包括由数个电 容器并联组成的蓄能电容；41串联一个由充电限流电阻R^与放电用二极管VD 并联的充放电组件，再并联一个第二蓄能电容C,42,再与主电路直流环节DC4 上原有的滤波电容器C41并接，实现二级式充电蓄能，此时，将原有的启动充 电限流电阻R更换成与蓄能电容C,41、第二蓄能电容C,42阻值匹配的电阻Rs,， 即，该实施例中，蓄能电容分成两组， 一组蓄能电容C,42直接与原有的滤波电 容器C41并联，作为前级蓄能电容，另一组蓄能电容Cs41经由充电限流电阻 f^和放电用二极管VD组成的充放电組件串联后再与前级蓄能的滤波电容(Ml 并接，作为后级蓄能电容，实现二级式充电蓄能。这样即达到限制充电电流在 允许值内，保护主回路上整流桥D及其他元器件不因过流烧坏，又能配置多个较大容量的蓄能电容器来满足电源瞬停、电压暂时或瞬时变化时间较长、负载 功率较大的驱动设备的特殊应用要求。
蓄能电容C,42的电容量受整流桥D和变频器内部电压检测回路接点部件K 最大允许电流关联须适当限制，使瞬间增加的充电电流在允许值内。在前级并 接蓄能电容器C,42抑制、緩解电压瞬时变化的能力较强。蓄能电容器C、,41的 个数和电容量可按负载和需要维持的时间来确定。用于维持变频器失电或失压 期间的能量大部分可由后级蓄能电容器来提供。
参见图5、图6，图5为本实用新型中点钳位式电压型通用变频器主电路二 级式充电蓄能实施例示意图；图6为本实用新型中点智卜位式电压型通用变频器 主电路二级式充电蓄能另一实施例示意图。中点钳位式电压型通用变频器的主 电路直流环节DC5 (DC6)的滤波电容由两个电容C51、 C52 (C61、 C62 )串联组 成，而电容C51、 C52 (C61、 C62)的公共点与三相可控逆变桥部件的中点相连 接。
在图5的实施例中，蓄能组件W5中的蓄能电容C,51由至少两个为数个电 容器并联组成的电容串联组成的组合电容。
在图6的实施例中，蓄能组件W6是由图5所示的蓄能组件W5再并联一个 钳位式第二蓄能电容C,62组成，钳位式第二蓄能电容C;62由两个电容器串联 而成，该两个电容器的公共点与上迷组成滤波电容的两个电容串联C61、 C62的 公共点连接。此时，蓄能电容分成两组， 一组为C,61，另一组为C,62。
在图1-6中，虚线并接的电容器表示可按应用的需要增加任意个(对)数。
在图1-6、 9中，为使并接的蓄能电容器蓄能充分和延长蓄能电容器使用 寿命，在蓄能电容两端均需并接均压电阻，为使电路图简捷而省略。
本申请具有以下优点
1. 每台给煤机变频器单独配接蓄能电容器，仍保持每台给煤机单路电源配 置模式。对系统不产生新的隐患，操作性和安全性能好。给煤机电气控制装置 和变频器发生故障时原维护处理方式不变。
2. 对于电源瞬停切换时间较长、变频器驱动的电动机负载较大的应用场合， 采取分级并接蓄能电容器C,的方法可确保变频器电源投入期间对主电路直流环 节DC的充电过程不产生过流冲击，在电压暂时变化期间可确保对直流环节DCDC上蓄能电容器C,放电、再充电过程平稳无冲击，且能维持电动机原转速运行。3. 本申请当变频器供电电源发生瞬时停电切换或因其他原因造成电压暂时 或瞬时变化超过额定电压的± 15%时，能避免运行中的变频器跳闸而维持变频器驱动电动机保持平稳运转。不需修改原控制系统的硬接线逻辑回路。4. 本申请与"电源瞬停-再自启动"功能比较，在电源停止的瞬间，驱动电动机没有转速超调和振荡的现象。5. 本申请与供电电源具备交、直流两用的配置的电压型通用变频器比较， 釆用交、直流两用的配置需要用户配置性能可靠、大容量、高电压(550V左右) 的专用蓄电池组和充、；汶电装置，整个装置价格高，维护工作多，运行损耗大， 设备占地空间很大，而本申请克服了这些缺点。6. 本申请与电源采用UPS的变频器比较，由于UPS电源无论釆取一对一配 置，还是集中配置，三相输出几KW容量以上的UPS电源1介格高，维护工作多， 运行损耗大，设备体积也大，而本申请克服了这些缺点。5. 本申请与配置动态电压补偿装置(DVR)的变频器比较，由于动态电压 补偿装置是有源的，需要从其他电源系统另接一路电源，变频器的供电电源需 尽量集中一路以降低设备投资费用，供电安全性差，价格高，运行损耗大，设备 体积也大，而本申请克服了这些缺点。6. 本申请与电源系统上配接全容量的备用电源的变频器比较具有安全、经 济的优点。综上所述，本申请的技术，其功能基本含盖了其他现有技术和方法的实用 效果，且避免了其他应用技术的不足和不够完善之处，又具有投入成本低、体 积小、免维护、不消耗能量等实用价值。本技术可以推广到所有燃煤电厂和其 他行业(如半导体、仪表、医药、纺织、食品等)用于连续生产不能瞬停的 精密作业线上采用变频器调速驱动的小惯量负载设备上，也可用于其他有类似 要求的电压型变频单元。本才i术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本 实用新型的目的，而并非用作对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质 范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求的范 围内。
权利要求1、一种电源瞬停时维持变频器连续运行的装置，所述变频器的主电路是由二极管整流桥与主电路直流环节以及三相可控逆变桥组件三个电路并联组成的，其中，所述主电路直流环节由滤波电容组成，在所述二极管整流桥与主电路直流环节之间连接一个由启动充电限流电阻与变频器内部电压检测回路控制接点部件并联的电路，所述二极管整流桥的输入端连接三相或单向交流电源，所述三相可控逆变桥组件的三相交流输出接电动机，其特征在于在所述主电路直流环节的两端并联一个蓄能组件，与所述主电路直流环节中的滤波电容组成二级式充电蓄能的部件，该蓄能组件的电路结构为由蓄能电容串联一个由充电限流电阻与放电用二极管并联的充放电组件组成的电路。
2、 如权利要求1所述的电源瞬停时维持变频器连续运行的装置，其特征在于所述蓄能组件置于一个外置电器箱内。
3、 如权利要求1所述的电源瞬停时维持变频器连续运行的装置，其特征在于所述蓄能电容两端并联均压电阻。
4、 如权利要求1所述的电源瞬停时维持变频器连续运行的装置，其特征在于所述蓄能电容由单个电容器组成。
5、 如权利要求l所述的电源瞬停时维持变频器连续运行的装置，其特征在于所述蓄能电容由数个电容器并联组成。
6、 如权利要求l所述的电源瞬停时维持变频器连续运行的装置，其特征在于所述蓄能组件的两端并联第二蓄能电容。
7、 如权利要求1所述的电源瞬停时维持变频器连续运行的装置，其特征在于当所述主电路直流环节的滤波电容由两个电容串联组成，所述三相可控逆 变桥组件中点与組成滤波电容的两个串联电容的公共点相连接时，所述蓄能组 件中的蓄能电容由至少两个为数个电容器并联组成的电容串联组成的组合电 容。
8、 如权利要求1所述的电源瞬停时维持变频器连续运行的装置，其特征在于当所述主电路直流环节的滤波电容由两个电容串联组成，所述三相可控逆 变桥组件中点与组成滤波电容的两个串联电容的公共点相连接时，所述蓄能组 件中的蓄能电容由至少两个为数个电容器并联组成的电容串联组成的组合电 容，并且在所述蓄能组件的两端并联钳位式第二蓄能电容。
9、 如权利要求8所述的电源瞬停时维持变频器连续运行的装置，其特征在于所述钳位式第二蓄能电容由两个电容器串联而成，该两个电容器的公共点 与所述組成滤波电容的两个串联电容的公共点连接。
专利摘要一种电源瞬停时维持变频器连续运行的装置，变频器的主电路是由二极管整流桥与主电路直流环节以及三相可控逆变桥组件三个电路并联组成的，本实用新型是在主电路直流环节的两端并联一个蓄能组件，与主电路直流环节中的滤波电容组成二级式充电蓄能的部件，该蓄能组件的电路结构为由蓄能电容串联一个由充电限流电阻与放电用二极管并联的充放电组件组成的电路。本实用新型是变频器的一种不间断供电的装置，对于燃煤电厂具有较大的经济效益和确保发电机组向电网供电的品质，也适用于其他连续生产工艺的系统，采用本技术能使连续生产工艺系统稳定、可靠，生产效率和产品质量有保障，具有广泛的应用技术领域和经济价值。
文档编号H02J7/00GK201163723SQ20082005593
公开日2008年12月10日 申请日期2008年3月4日 优先权日2008年3月4日
发明者尚德松, 赵建中 申请人:宝山钢铁股份有限公司