一种功率单元的旁路控制系统及高压变频调速装置的制作方法

文档序号:11253455阅读:555来源:国知局

本发明涉及电力电子技术领域,尤其涉及一种功率单元的旁路控制系统及高压变频调速装置。



背景技术:

高压变频调速装置在电力、冶金、石油、化工等领域的应用日益广泛。现阶段由功率单元级联技术构成的性能优异的高压变频调速装置,有着谐波小、单元可互换、可批量生产、维护方便等优点,受到国内变频调速装置用户越来越多的青睐,显示了广阔的发展前景。高压变频调速装置的稳定性和可靠性显得尤为重要。

目前广泛使用的单元级联高压变频调速装置,在装置运行中偶尔会出现个别功率单元发生故障导致整个变频调速装置不能正常运行甚至跳机的情况,使得高压变频调速装置的工作可靠性大大降低,这不仅给生产安全带来了极大的隐患,也会给用户带来较大的经济损失。为了不因个别故障单元影响系统的运行,迫切需要一种功率单元智能旁路系统。此时,可以通过单元智能旁路系统将故障单元切除,由剩下的功率单元继续运行,保证系统正常运行。

目前国内高压变频调速装置的功率单元旁路系统主要有两类,一类是旁路接触器由功率单元处理器控制,其缺点是单元故障时,功率单元处理器往往不能正常工作,直接影响系统的可靠性。另一类是旁路接触器由主控制器控制,其突出优点是单元故障时,不会影响主控制器的正常运行,旁路接触器可以得到有效控制,可实现真正意义上的单元旁路。

现在一些高压变频调速装置在执行单元旁路指令时,不检测旁路接触器的状态,当单元短路或旁路接触器没有闭合的情况时,无法及时对这种情况就行获知和监控,可能会造成装置运行中断或损坏。



技术实现要素:

针对上述问题,本发明提出了一种功率单元的旁路控制系统,其中,包括:

串联运行的多个功率单元;

控制单元,通过检测端分别连接每个所述功率单元;

控制信号分配单元,与所述控制单元连接;

多个驱动单元;每个所述驱动单元分别与所述控制信号分配单元通讯连接;

多个接触器;每个所述接触器分别连接对应的所述驱动单元以及所述功率单元;

其中,所述控制单元于检测到任意所述功率单元发生故障时,输出一控制信号至所述控制信号分配单元;

所述控制信号分配单元根据所述控制信号输出一分配控制信号至驱动与发生故障的所述功率单元连接的所述接触器的所述驱动单元;

接收到所述分配控制信号的所述驱动单元驱动所述接触器的触头闭合,以将发生故障的所述功率单元短路;

所述接触器包括一反馈子单元,所述反馈子单元与所述驱动单元连接,用于依次经过所述驱动单元和所述控制信号分配单元将反映所述接触器的状态的一状态信号反馈至所述控制单元中;

所述控制单元根据所述状态信号判断所述接触器是否动作。

上述的旁路控制系统,其中,所述控制信号分配单元分别与每个所述驱动单元通过光纤进行通讯连接。

上述的旁路控制系统,其中,还包括:

多个驱动电源,每个所述驱动电源分别连接一个所述驱动单元,用于为对应的所述驱动单元供电。

上述的旁路控制系统,其中,所述驱动电源和所述驱动单元之间通过电缆连接。

上述的旁路控制系统,其中,所述接触器为低压接触器。

上述的旁路控制系统,其中,串联运行的所述功率单元的输入电源为三相交流电源。

上述的旁路控制系统,其中,所述三相交流电源由交流发电机提供。

上述的旁路控制系统,其中,所述功率单元为绝缘栅门极晶体管或金属氧化物半导体场效应晶体管。

一种高压变频调速装置,其中,包括上述任一所述的功率单元的旁路控制系统。

有益效果:本发明提出的一种功率单元的旁路控制系统及高压变频调速装置,能够将可靠地将功率单元短路或隔离,可靠性高,易于实现。

附图说明

图1为本发明一实施例中功率单元的旁路控制系统的结构原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行进一步说明。

如图1所示,在一个较佳的实施例中,提出了一种功率单元的旁路控制系统,其中,可以包括:

串联运行的多个功率单元1;

控制单元2,通过检测端分别连接每个功率单元1;

控制信号分配单元3,与控制单元2连接;

多个驱动单元4;每个驱动单元4分别与控制信号分配单元3通讯连接;

多个接触器5;每个接触器5分别连接对应的驱动单元4以及功率单元6;

其中,控制单元2于检测到任意功率单元1发生故障时,输出一控制信号至控制信号分配单元3;

控制信号分配单元3根据控制信号输出一分配控制信号至驱动与发生故障的功率单元1连接的接触器5的驱动单元4;

接收到分配控制信号的驱动单元4驱动接触器5的触头闭合,以将发生故障的功率单元1短路;

接触器5包括一反馈子单元(附图中未显示),反馈子单元与驱动单元4连接,用于依次经过驱动单元4和控制信号分配单元3将反映接触器5的状态的一状态信号反馈至控制单元2中;

控制单元2根据状态信号判断接触器5是否动作。

上述的技术方案中,反馈子单元可以是传感器,也可以是接触器5的触头或其他电压/电流预跟踪点引出的检测端子,用于对接触器5是否动作进行检测,若接触器5动作使得触头吸合,则接触器5处于接通运行状态,反之则处于断开状态,两种状态下控制单元2接收到的状态信号可以是不同的,例如电平值不同等,从而判断功率单元1是否已经完成短路或隔离,以避免串联电路上的其他功率单元1受到影响;控制单元2判断接触器5是否动作后,可以根据判断的结果进行反应,例如控制相连接的显示设备进行显示提醒,或者通过警报装置进行警报等。

上述技术方案中,控制单元2的型号可以是由dsp(digitalsignalprocessing数字信号处理,简称dsp)和fpga(fieldprogrammablegatearray现场可编程门阵列,简称fpga)为核心的控制器构成,实现信号采集、开入开出信号处理、控制算法的实现、故障信息处理及人机交互实现等功能;控制信号分配单元3可以是以一块fpga为核心;驱动单元4可以由继电器、光耦及晶体管等组成。

在一个较佳的实施例中,控制信号分配单元3分别与每个驱动单元4通过光纤进行通讯连接。

在一个较佳的实施例中,还可以包括:

多个驱动电源6,每个驱动电源6分别连接一个驱动单元4,用于为对应的驱动单元4供电。

上述实施例中,优选地,驱动电源6和驱动单元4之间通过电缆连接。

在一个较佳的实施例中,接触器5可以为低压接触器,但这只是一种优选的情况,不应视为是对本发明的限制。

在一个较佳的实施例中,串联运行的功率单元1的输入电源为三相交流电源,但这只是一种优选的情况,不应视为是对本发明的限制。

上述实施例中,优选地,三相交流电源可以由交流发电机提供,但这只是一种优选的情况,不应视为是对本发明的限制。

在一个较佳的实施例中,功率单元1可以为绝缘栅门极晶体管或金属氧化物半导体场效应晶体管等。

在一个较佳的实施例中,还提出一种高压变频调速装置,该高压变频调速装置包括上述任一的功率单元的旁路控制系统。

通过说明和附图,给出了具体实施方式的特定结构的典型实施例,基于本发明精神,还可作其他的转换。尽管上述发明提出了现有的较佳实施例,然而,这些内容并不作为局限。

对于本领域的技术人员而言,阅读上述说明后,各种变化和修正无疑将显而易见。因此,所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容,都应认为仍属本发明的意图和范围内。

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