专利名称：一种四象限变频器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种四象限变频器。
背景技术：
二象限变频器电路原理如图1所示，包括并联的二极管整流电路和逆变器电路。 现有技术中要将其改造成四象限变频器，主要是通过IGBT整流电路对二象限变频器的输 入整流电路进行改造。一种方案只是将IGBT整流电路并联到逆变器电路上，即IGBT整流电路的交流输 入端与母线电连接，直流输出端与逆变器电路电连接。这种就会有如图2和图3箭头线所 示的环流出现，环流的存在带来如下问题1、造成主回路内电磁元件噪声增大；2、额外的 环流造成整流器和变频器发热增加，持续工作能力和过载工作能力下降；3、主回路内的电 磁元件铁损增加，温升升高，寿命减短。另一种方案是将不控的二极管整流电路、半控的晶闸管整流电路拆除，用IGBT整 流电路替代，改造后如图4所示，切断了环路，消除环路电路引起的噪声、发热等问题。但也 存在以下的问题变频器一般在整流电路集成在一起的有辅助电源输入电路、交流电压检 测电路等功能电路，单纯的将通用变频器的输入断开，会导致变频器内部的一部分辅助电 源无法工作，进而导致电路板不工作、风扇不转、指示灯不亮等问题，交流电压检测不到输 入电压而报输入欠压故障，从而无法启机。而且在很多应用场合，这些做法都是行不通的， 或者操作难度巨大的。有设备集成商或者设备运营商对于某些通用变频器很熟悉，提出了跳接变频器内 部检测电路、短接输入铜排和辅助电源接口等方法可以排除此类应用问题，但是在对已经 投产的设备、非同一集成商提供的设备，里面的变频器往往无法打开外壳进行电路的短接、 跳接，因此此类方法存在较多的应用局限。未经过变频器生产商所进行的变频器内部电路 改动，还会给变频器今后的维护和修理带来很大的麻烦。如果直接购买逆变器和整流器配合使用，可以避免此类问题。但有很多变频器厂 家希望将整流器和逆变器捆绑销售(如ABB)，不单独卖逆变器或者整流器，因此，对于通用 变频器节能改造的项目，也存在较大的局限，原有变频器也许在改造后无法使用。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术中所存在的上述缺点，而提供一 种设计合理、成本低、改造方便的四象限变频器。本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是一种四象限变频器，包括二象限 变频器、IGBT整流电路、母线；二象限变频器包括并联的二极管整流电路和逆变器电路，二 极管整流电路的直流输出端和逆变器电路的直流输入端电连接；母线分成第一股和第二 股，第一股与二极管整流电路电连接，在该股上电连接有输入开关，第二股与IGBT整流电 路的交流输入端电连接；其特征在于在逆变器电路的直流输出端上电连接有一号直流接线端子；IGBT整流电路的直流输出端上电连接有二号直流接线端子，二号直流接线端子 与一号直流接线端子电连接；还包括隔离变压器，隔离变压器与输入开关并联。本实用新型在母线的第二股上电连接有断路器。本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和效果设备成本低、电路连接简单灵 活。使得原有的两象限变频器得以保留应用，变频器内部电路不需要打开来改动。或者在新 的变频器应用领域，采用较为便宜的通用变频器和非同一品牌的整流器相配合成为可能， 减少了设备运营商的初期投资，降低了设备集成商的成本。
图1为二象限变频器电路原理图。图2和图3均为由二象限变频器改装的四象限变频器电路原理图。图4为二象限变频器改装的四象限变频器另一种电路原理图。图5为本实用新型实施例的电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步说明。实施例参见图5，本实用新型实施例包括二象限变频器1、IGBT整流电路2、隔离 变压器3、母线。母线分成第一股13和第二股22。母线用于连接交流电网。二象限变频器1包括并联的二极管整流电路11和逆变器电路12，二极管整流电 路11的直流输出端和逆变器电路12的直流输入端电连接。在二极管整流电路11上电连 接有母线的第一股13，在第一股13上电连接有输入开关14。在逆变器电路12的直流输出 端上电连接有一号直流接线端子15。一号直流接线端子15位于变频器壳体的外部。IGBT整流电路2的交流输入端与母线的第二股22电连接，其直流输出端上电连接 有二号直流接线端子21，二号直流接线端子21与一号直流接线端子15电连接。在第二股 22上电连接有断路器23。隔离变压器3与输入开关14并联。二号直流接线端子21与一号直流接线端子15电连接，输入开关14断开，此时变 频器通过隔离变压器3连接到电网。当IGBT整流电路2工作的时候，电网的交流电能经过 IGBT整流电路2的整流，变换成直流电，变频器得到此部分能量，再根据控制设备的指令输 出指定频率的电能驱动电机。当然，一部分电能也经过隔离变压器3，提供给变频器的辅助 电源和检测电路等内部电路。因为母线电压稳定值高于电网交流电压的峰值，因此二极管 整流电路11不工作，处在阻断状态。当能量从电机反馈回变频器的时候，因为电机的回馈制动，逆变器电路12将电机 发出的电能整流成直流电，整流器将此部分直流电逆变反馈回电网。因为二极管整流电路 11的单向导通特性，直流电能无法经过变频器原有的整流电路回馈回电网，因此，隔离变压 器3此时也仅仅提供变频器的辅助电源、检测电路等功能电路的供电。基于上述工作过程的描述，可以发现，隔离变压器3处理的能量并不是很多，因 此，隔离变压器3的容量不需要很大。一般变频器内部供电需要1 3KVA即可，考虑到隔离变压器3的安装空间会比较紧张，散热条件会比较差，因此对隔离变压器的容量做一些 放大即可满足应用需求。因为隔离变压器3的容量较小，因此其内阻较大。断开断路器23，闭合输入开关 14，隔离变压器3就被旁路掉，IGBT整流电路2被切断，本实施例就可作为二象限变频器使用。在环流抑制的作用上，由于环流表现为三相电流之和，由于隔离变压器3的磁通 阻滞和本身内阻的作用，环流路径被隔断，并且路径内存在较大阻抗，因此环流基本上被消 除。
权利要求1.一种四象限变频器，包括二象限变频器、IGBT整流电路、母线；二象限变频器包括并 联的二极管整流电路和逆变器电路，二极管整流电路的直流输出端和逆变器电路的直流输 入端电连接；母线分成第一股和第二股，第一股与二极管整流电路电连接，在该股上电连接 有输入开关，第二股与IGBT整流电路的交流输入端电连接；其特征在于在逆变器电路的 直流输出端上电连接有一号直流接线端子；IGBT整流电路的直流输出端上电连接有二号 直流接线端子，二号直流接线端子与一号直流接线端子电连接；还包括隔离变压器，隔离变 压器与输入开关并联。
2.根据权利要求1所述的四象限变频器，其特征在于在母线的第二股上电连接有断 路器。
专利摘要本实用新型涉及一种四象限变频器。本实用新型包括二象限变频器、IGBT整流电路、母线；二象限变频器包括并联的二极管整流电路和逆变器电路，二极管整流电路的直流输出端和逆变器电路的直流输入端电连接；母线分成第一股和第二股，第一股与二极管整流电路电连接，在该股上电连接有输入开关，第二股与IGBT整流电路的交流输入端电连接；其特征在于在逆变器电路的直流输出端上电连接有一号直流接线端子；IGBT整流电路的直流输出端上电连接有二号直流接线端子，二号直流接线端子与一号直流接线端子电连接；还包括隔离变压器，隔离变压器与输入开关并联。本实用新型设计合理、成本低、改造方便。
文档编号H02M5/45GK201937478SQ20102069240
公开日2011年8月17日 申请日期2010年12月31日 优先权日2010年12月31日
发明者仇建喜, 沙世澳, 陈林 申请人:上海海得控制系统股份有限公司