专利名称：高压能耗控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及变频器保护装置，具体是一种高压能耗控制装置。
背景技术：
近年来，随着变频器的发展及应用，不同的工况对变频器的保护提出了不同的要 求，例如目前风场的工作环境对风力发电变频器的保护要求就很高，而传统的变频器保护 装置由于其结构上的缺陷，已远不能满足上述保护要求。传统的变频器保护装置包括主控 制箱，主控制箱负责对变频器的直流母线进行检测，当检测到变频器的直流母线过压或过 流时，主控制箱通过发出停止脉冲来使发电机停止工作，从而使变频器停止工作，保护变频 器不受损坏。传统变频器保护装置的缺点在于一旦主控制箱自身掉电，即主控制箱无法正 常工作，变频器就会失去保护，因而有必要发明一种不受自身掉电影响的变频器保护装置。
发明内容本实用新型为了解决传统变频器保护装置一旦掉电即无法保护变频器的问题，提 供了一种高压能耗控制装置。 本实用新型是采用如下技术方案实现的高压能耗控制装置，包括开关电源、与开 关电源相连的过压检测及晶闸管驱动电路、以及与过压检测及晶闸管驱动电路相连的半桥 电路；过压检测及晶闸管驱动电路设有两外部触发接受端和两信号输出端，开关电源的两 输入端与过压检测及晶闸管驱动电路的两电压采样端相连，开关电源的两输出端与过压检 测及晶闸管驱动电路的两电源端相连，过压检测及晶闸管驱动电路的六个触发信号端与半 桥电路的六个触发端一一相连。所述开关电源为现有公知产品，可由市面购得；所述过压检 测及晶闸管驱动电路、半桥电路均为本领域技术人员容易实现的结构，可以有多种结构变 形。 使用时，变频器的输入端与发电机的输出端相连；将开关电源的输入端、过压检测 及晶闸管驱动电路的电压采样端分别与变频器的直流母线相连，将过压检测及晶闸管驱动 电路的两外部触发接受端与主控制箱的信号输出端相连，将过压检测及晶闸管驱动电路的 信号输出端与主控制箱的两信号输入端相连；将半桥电路的输入端与发电机的输出端相 连； 具体工作过程如下变频器启动后，开关电源将变频器直流母线上的高压直流电 转换成低压直流电，低压直流电经由过压检测及晶闸管驱动电路的两电源端来为过压检测 及晶闸管驱动电路供电；这样，即使主控制箱因外部故障突然掉电，过压检测及晶闸管驱动 电路也能正常工作，对变频器形成保护； 当过压检测及晶闸管驱动电路的电压采样端检测到变频器的直流母线过压时，过 压检测及晶闸管驱动电路便会触发半桥电路，半桥电路随即停止变频器工作；在此过程中， 过压检测及晶闸管驱动电路通过两信号输出端报故障给主控制箱，主控制箱随后发出停止 脉冲，停止发电机工作；
3[0008] 当变频器的直流母线未发生过压而发生过流时，主控制箱会检测到过流，并通过 其信号输出端向过压检测及晶闸管驱动电路发出信号，过压检测及晶闸管驱动电路由此触 发半桥电路开始工作，半桥电路随即停止变频器工作；在此过程中，过压检测及晶闸管驱动 电路同样通过两信号输出端报故障给主控制箱，主控制箱随后发出停止脉冲，停止发电机 工作。 本实用新型设计合理，使用方便，通过一系列结构上的改进，有效解决了传统变频 器保护装置一旦掉电即无法保护变频器的问题，适用于各类不同工况下的变频器保护。
图1是本实用新型的结构示意图。 图2是本实用新型的过压检测及晶闸管驱动电路的原理图。 图3是本实用新型的半桥电路的原理图。
具体实施方式高压能耗控制装置，包括开关电源N5、与开关电源N5相连的过压检测及晶闸管驱 动电路N4、以及与过压检测及晶闸管驱动电路N4相连的半桥电路N6 ;过压检测及晶闸管驱 动电路N4设有两外部触发接受端X15、 X16和两信号输出端X17、 X18，开关电源N5的两输 入端XI、 X2与过压检测及晶闸管驱动电路N4的两电压采样端X7、 X8相连，开关电源N5的 两输出端X3、X4与过压检测及晶闸管驱动电路N4的两电源端X5、X6相连，过压检测及晶闸 管驱动电路N4的六个触发信号端X9、X10、X11、X12、X13、X14与半桥电路N6的六个触发端 1K、1G、2K、2G、3K、3G——相连; 所述过压检测及晶闸管驱动电路N4包括电压采样电路、隔离触发电路、震荡和 逻辑转换驱动放大电路、三路脉冲触发电路；所述电压采样电路包括第一光电耦合器K1， 第一光电耦合器Kl的输入端通过电阻与两电压采样端X7、 X8相连；所述震荡和逻辑转换 驱动放大电路包括第一与非门_第八与非门0^-020、第一达林顿管-第十六达林顿管 U1A-U2H，第一与非门D1A的两输入端均与过压检测及晶闸管驱动电路N4的正电源端X5和 第一光电耦合器K1的输出端相连，第一与非门D1A的输出端与第四与非门D1D的输入端相 连，第四与非门DID的输出端与第三与非门D1C的一输入端相连，第三与非门D1C的输出 端、第二与非门D1B的输出端分别与第五与非门D2A的两输入端相连，第五与非门D2A的输 出端分别与第六与非门D2B的输入端、第七与非门D2C的输入端、第八与非门D2D的输入端 相连；第一达林顿管_第四达林顿管U1A-U1D的输入端分别与第三与非门D1C的输出端相 连，第一达林顿管-第四达林顿管UlA-UlD的输出端与过压检测及晶闸管驱动电路N4的正 电源端X5之间连接有继电器K3，继电器K3的一组常开触点分别与过压检测及晶闸管驱动 电路N4的两信号输出端X17、X18相连；第五达林顿管-第八达林顿管U1E-U1H的输入端分 别与第六与非门D2B的输出端相连，第九达林顿管_第十二达林顿管^八^20的输入端分 别与第八与非门D2D的输出端相连，第十三达林顿管-第十六达林顿管^￡^211的输入端 分别与第七与非门D2C的输出端相连；所述隔离触发电路包括第二光电耦合器K2，第二光 电耦合器K2的输入端通过电阻、稳压管与过压检测及晶闸管驱动电路N4的两外部触发接 受端X15、X16相连，第二光电耦合器K2的输出端通过电阻与第三与非门D1C的另一输入端相连；所述三路脉冲触发电路包括第一变压器-第三变压器Tl-T3，第一变压器Tl的输入 端与第五达林顿管_第八达林顿管U1E-U1H的输出端相连，第二变压器T2的输入端与第九 达林顿管-第十二达林顿管U2A-U2D的输出端相连，第三变压器T3的输入端与第十三达林 顿管_第十六达林顿管U2E-U2H的输出端相连； 所述半桥电路N6包括由第一晶闸管_第三晶闸管Dl-D3和二极管组成的半桥整 流电路；半桥整流电路的两直流端之间连接有高压能耗电阻R ; 当过压检测及晶闸管驱动电路N4的两电压采样端X7、X8检测到直流母线过压时， 第一光电耦合器K1导通，第一与非门D1A的两输入端由高电平变为低电平，第四与非门D1D 的输出端为低电平，第三与非门D1C的输出端为高电平； 当直流母线未发生过压而发生过流时，主控制箱N7通过其信号输出端向过压检 测及晶闸管驱动电路N4发出信号，即在过压检测及晶闸管驱动电路N4的两外部触发接受 端X15、X16之间加电压，使得第二光电耦合器K2导通，此时与第二光电耦合器K2的输出端 相连的第三与非门D1C的另一输入端为低电平，第三与非门D1C的输出端同样为高电平； 第三与非门D1C的输出端为高电平导致第一达林顿管-第四达林顿管U1A-U1D导 通，第二与非门D1B的输出端始终为高电平，第五与非门D2A的输出端为低电平，第六与非 门D2B的输出端、第七与非门D2C的输出端、第八与非门D2D的输出端均为高电平，使得第 五达林顿管_第八达林顿管U1E-U1H、第九达林顿管-第十二达林顿管U2A-U2D、第十三达 林顿管_第十六达林顿管U2E-U2H的输出端均为低电平，第一变压器Tl、第二变压器T2、第 三变压器T3随即通电，第一变压器Tl、第二变压器T2、第三变压器T3的输出端产生电压， 并通过半桥电路N6的六个触发端1K、1G、2K、2G、3K、3G使第一晶闸管-第三晶闸管D1-D3 均导通，由此使高压能耗电阻R串接在发电机的输出回路中，即成为发电机的负载，进而导 致变频器短路，从而使变频器停止工作；在此过程中，由于第一达林顿管-第四达林顿管 U1A-U1D的输出端均为低电平，继电器K3得电，其与过压检测及晶闸管驱动电路N4的两信 号输出端X17、 X18相连的常开触点闭合，使得主控制箱N7的两信号输入端接通，由此使主 控制箱N7发出停止脉冲，停止发电机工作； 具体实施时，第一光电耦合器Kl、第二光电耦合器K2、第一变压器Tl、第二变压器 T2、第三变压器T3都配置有相应的外围电路，外围电路的设置对本领域技术人员来讲是公 知的。
权利要求一种高压能耗控制装置，其特征在于包括开关电源(N5)、与开关电源(N5)相连的过压检测及晶闸管驱动电路(N4)、以及与过压检测及晶闸管驱动电路(N4)相连的半桥电路(N6)；过压检测及晶闸管驱动电路(N4)设有两外部触发接受端(X15、X16)和两信号输出端(X17、X18)，开关电源(N5)的两输入端(X1、X2)与过压检测及晶闸管驱动电路(N4)的两电压采样端(X7、X8)相连，开关电源(N5)的两输出端(X3、X4)与过压检测及晶闸管驱动电路(N4)的两电源端(X5、X6)相连，过压检测及晶闸管驱动电路(N4)的六个触发信号端(X9、X10、X11、X12、X13、X14)与半桥电路(N6)的六个触发端(1K、1G、2K、2G、3K、3G)一一相连。
2. 根据权利要求1所述的高压能耗控制装置，其特征在于所述过压检测及晶闸管驱动电路(N4)包括电压采样电路、隔离触发电路、震荡和逻辑转换驱动放大电路、三路脉冲 触发电路；所述电压采样电路包括第一光电耦合器(Kl)，第一光电耦合器(Kl)的输入端 通过电阻与两电压采样端(X7、X8)相连；所述震荡和逻辑转换驱动放大电路包括第一与非 门-第八与非门(DlA-D2D)、第一达林顿管-第十六达林顿管(U1A-U2H)，第一与非门(D1A) 的两输入端均与过压检测及晶闸管驱动电路(N4)的正电源端(X5)和第一光电耦合器(Kl) 的输出端相连，第一与非门(D1A)的输出端与第四与非门(DID)的输入端相连，第四与非门 (DID)的输出端与第三与非门(D1C)的一输入端相连，第三与非门(D1C)的输出端、第二与 非门(DIB)的输出端分别与第五与非门(D2A)的两输入端相连，第五与非门(D2A)的输出 端分别与第六与非门(D2B)的输入端、第七与非门(D2C)的输入端、第八与非门(D2D)的输 入端相连；第一达林顿管-第四达林顿管(U1A-U1D)的输入端分别与第三与非门(D1C)的 输出端相连，第一达林顿管-第四达林顿管(U1A-U1D)的输出端与过压检测及晶闸管驱动 电路(N4)的正电源端(X5)之间连接有继电器(K3)，继电器(K3)的一组常开触点分别与 过压检测及晶闸管驱动电路(N4)的两信号输出端(X17、X18)相连；第五达林顿管-第八 达林顿管(U1E-U1H)的输入端分别与第六与非门(D2B)的输出端相连，第九达林顿管-第 十二达林顿管(U2A-U2D)的输入端分别与第八与非门(D2D)的输出端相连，第十三达林顿 管-第十六达林顿管(U2E-U2H)的输入端分别与第七与非门(D2C)的输出端相连；所述隔 离触发电路包括第二光电耦合器(K2)，第二光电耦合器(K2)的输入端通过电阻、稳压管与 过压检测及晶闸管驱动电路(N4)的两外部触发接受端(X15、 X16)相连，第二光电耦合器 (K2)的输出端通过电阻与第三与非门(D1C)的另一输入端相连；所述三路脉冲触发电路包 括第一变压器-第三变压器(Tl-T3)，第一变压器(Tl)的输入端与第五达林顿管-第八达 林顿管(U1E-U1H)的输出端相连，第二变压器(T2)的输入端与第九达林顿管-第十二达林 顿管(U2A-U2D)的输出端相连，第三变压器(T3)的输入端与第十三达林顿管_第十六达林 顿管(U2E-U2H)的输出端相连。
3. 根据权利要求1所述的高压能耗控制装置，其特征在于所述半桥电路(N6)包括由 第一晶闸管-第三晶闸管(Dl-D3)和二极管组成的半桥整流电路；半桥整流电路的两直流 端之间连接有高压能耗电阻(R)。
专利摘要本实用新型涉及变频器保护装置，具体是一种高压能耗控制装置。解决了传统变频器保护装置一旦掉电即无法保护变频器的问题。高压能耗控制装置包括开关电源、与开关电源相连的过压检测及晶闸管驱动电路、以及与过压检测及晶闸管驱动电路相连的半桥电路；过压检测及晶闸管驱动电路设有两外部触发接受端和两信号输出端，开关电源的两输入端与过压检测及晶闸管驱动电路的两电压采样端相连，开关电源的两输出端与过压检测及晶闸管驱动电路的两电源端相连，过压检测及晶闸管驱动电路的六个触发信号端与半桥电路的六个触发端一一相连。本实用新型设计合理，使用方便，适用于各类不同工况下的变频器保护。
文档编号H02H7/125GK201504094SQ20092021725
公开日2010年6月9日 申请日期2009年9月19日 优先权日2009年9月19日
发明者司军民, 孙建平, 岳文开, 曹怀亮, 李康乐, 赵安定 申请人:永济新时速电机电器有限责任公司