基于带变频器设备的级抗电压暂降备用电路的制作方法

本实用新型涉及变频器改造技术领域，具体地说，是一种基于带变频器设备的级抗电压暂降备用电路。

背景技术：

暂态电能质量问题主要包括：电压暂降/骤降、电压暂升/骤升、电压中断、电压波动等。经调研结果表明：在所有的电能质量问题中，其中98％是由电压暂降、或短时电压中断所造成的。目前电压暂降和瞬时供电中断问题已经给国内的石化、冶金、煤矿、半导体、汽车、制药、纺织等行业造成了几十亿的年直接经济损失，所导致的间接损失更是无法估量。

电压暂降，俗称“晃电”，按照电气与电子工程师协会ieee的定义，是指工频条件下电压均方根值减小到0.1～0.9倍额定电压之间、持续时间为0.5周波(以我国工频50hz算，1周波是20毫秒)至1分钟的短时间电压变动现象。而当电压降暂严重时，其电压有效值降低到接近于零或小于10％时(“接近于零”的定义协会不同；ec定义“接近于零”为“低于额定电压的1％”；ieee定义为“低于10％”[ieeestd.1159-1995])，则称为瞬时电压中断。其实，瞬时电压中断就是电压暂降的严重情况。

引起电压暂降的主要原因是系统元件或线路的故障，以及雷电等恶劣天气所引起的。就现象而言，电压暂降并不是新问题，是历来有之。但是，由于其危害和影响十分突出，它却成为近年来日益引起电工界关注的最重要的电能质量问题。

电压暂降对工业敏感负荷的影响较大，往往引起用户电气设备不能正常工作，究其原因主要有：

①交流供应电能不足、电压不足，导致设备停运，如典型的桥式整流的电源电路，比如变频器整流回路；

②电压低引起设备电源监视回路跳闸，设备停运；

③电压低引起紧急关闭电路等的速动继电器动作切断电源；

④电压暂降恢复时上升脉冲引起设备的复位电路不正确动作，设备重启；

⑤电压相角跳变或不平衡电压暂降引起不平衡保护继电器动作，设备停运。

化工供配电一般分为电网级、供电线路级、设备用电级。这里我们主要是针对设备级研究新方法，保证生产工艺主流程上设备或关键设备的正常运行，避免生产受电压暂降的影响，减少企业经济损失。

设备级的抗电压暂降解决方案有以下几种：

1、低电压穿越电源——变频器设备级解决方案；

利用储能单元，变频器在厂用电发生电压暂降、短时电压中断时,储能单位释放电能，使用电设备连续正常运转；其配置方式灵活，可根据负载不同实现集中供电和分散供电两种方案；也可根据现场实际情况选择一拖一或者一拖多的多种方案，实现与变频器的完全匹配。

2、接触器利用机械脱扣的解决方案

目前市场上有这类接触器，即在使用时接触器线圈吸合后，其机械脱扣也锁紧，这样就算电压暂降来时，其接触器线圈也不会跳脱扣，使该接触器所配电的设备不会跳闸断电。

3、利用虚拟发电机或称之为超级电容在电压暂降时输出电能的解决方案grp-500可靠性供电电源系统以电力电子技术为基础，采用全控型电力电子器件igbt，当系统电压发生暂降或者暂升时，grp-500实时快速的对电压进行调节，输出电压无缝链接达到额定值，不中断负载供电，保障设备稳定运行。供电容量可轻松到达10mw。

其中解决方案1和3是类似的，即采用另一备用电源的方式，在电网电压暂降故障来时，通过备用电源向用电设备供电；但是这两种方案存在一个问题，那就是如果用电设备容量太大或者很分散，其备用电源容量要求很大，成本投入也很高，而电网未发生“故障”(指的是电压暂降)时，备用电源闲置着，造成极大的浪费，并且储能式电源需要平时进行充放电，否则极容易损失其使用寿命。

解决方案2中所说的机械脱扣的接触器，其实也存在一定问题，那就是如果不是电压暂降，而是用电设备本身故障，其接触器不能及时脱扣，使故障引起事故扩大化。虽然现在有的接触器其电磁铁的吸合电压可达到额定电压的70％，但严重的电压暂降和瞬时电压中断，仍会使接触器电磁铁脱扣，造成用电设备停止运行。

技术实现要素：

为了电压暂降变频器跳闸不工作的问题，本实用新型提出一种基于带变频器设备的级抗电压暂降备用电路，来解决上述问题。

为达到上述目的，本实用新型采用的具体技术方案如下：

一种基于带变频器设备的级抗电压暂降备用电路，包括变频器、和变频器连接的设备电机m，所述变频器供电线路上设置有主控制开关km1，其特征在于：还包括备用电源ups，该备用电源ups向电压暂降备用控制电路供电；所述主控制开关km1与所述设备电机m之间并联有电压暂降备用主电路；所述变频器上还设置有变频器输出常闭触点ob，所述变频器输出常闭触点ob经所述电压暂降备用控制电路与所述电压暂降备用主电路相关联。

采用一个电压暂降备用主电路，作为备用电路，并且采用电压暂降备用控制电路对电压暂降备用主电路进行控制，并且采用备用电源ups对电压暂降备用控制电路、电压暂降备用主电路进行供电，由于接触器等耗电量低，ups电源完全可以满足,可以长期作为备用电源供电。

当发生电源电压晃动和暂降时，变频器跳闸，变频器输出常闭触点ob联锁电压暂降备用主电路连通，使用电设备保持供电，接触器的吸合时间一般是0.3s，这时电机未能停下来，可以保持用电设备继续与电网连接，“电压暂降故障”持续时间不会太长一般几十毫秒到几十秒，“电压暂降故障”消失后，用电设备继续运转。

进一步的技术方案，所述变频器输出常闭触点ob，所述变频器输出常闭触点ob一端连接24v电源，另一端经变频器断开指示继电器ka2线圈接地；

所述变频器断开指示继电器ka2常开开关设置在所述电压暂降备用控制电路上，所述变频器断开指示继电器ka2常开开关一端经启动开关sa1接所述备用电源ups，所述变频器断开指示继电器ka2常开开关另一端经备用电路继电器km2线圈接地，该备用电路继电器km2常开主开关设置在所述电压暂降备用主电路上。

采用上述方案，备用电源ups给备用电路继电器km2线圈供电，当发生暂降时，变频器电路跳闸停止工作，从而使变频器输出常闭触点ob闭合且频器断开指示继电器ka2线圈得电，对应的变频器断开指示继电器ka2常开开关闭合，备用电路继电器km2线圈得电，且其常开主触点闭合，电压暂降备用控制电路通电，用电电机保持工作。

再进一步的技术方案是：所述电压暂降备用控制电路还设置有备用电路启/停运行指示灯，该备用电路启/停运行指示灯并联连接在所述备用电路继电器km2线圈两端。

采用指示灯进行电压暂降指示，向工作人员发出电压暂降指示信号，并且在电压恢复后，控制并恢复变频器工作。

再进一步的技术方案是，所述变频器上还设置有变频器输出常开触点oa，所述变频器输出常开触点oa一端连接24v电源，另一端经变频器运行指示继电器ka3线圈接地；所述电压暂降备用控制电路还设置有变频器运行指示继电器ka3常开触点，所述变频器运行指示继电器ka3常开触点一端经与所述启动开关sa1连接所述备用电源ups，所述变频器运行指示继电器ka3常开触点另一端经变频器运行指示灯hr接地。

采用上述方案，采用指示灯对变频器运行进行指示，来提示工作人员变频器工作运行正常，提高控制效果，防止误操作。

再进一步的技术方案是，所述电压暂降备用控制电路还设置有变频器启停控制继电器ka1线圈，该变频器启停控制继电器ka1线圈一端经所述电路继电器km2常闭辅助开关、所述启动开关sa1连接所述备用电源ups，所述变频器启停控制继电器ka1线圈另一端接地。

采用上述方案，结合电路继电器km2常闭辅助开关，当电路继电器km2线圈得电，常闭辅助开关断开，当电路继电器km2线圈失电，常闭辅助开关闭合，变频器启停控制继电器ka1线圈得电，电压跳出暂降后，变频器启动，变频器内部电路正常工作，并向设备电机m正常供电。

本实用新型的有益效果：在工业生产中其dcs本来就需要ups电源或安保的备用电源，只需在原有的基础上稍增加容量即可，所以不仅ups或备用电源容量要求不大，而且成本投入低，易于实现，操作简单，对于抗电压暂降或瞬时电压中断是一种很好的技术方案。

附图说明

图1是电压暂降备用主电路原理图；

图2是变频器输变频器输出触点辅助电路原理图；

图3是变频器电压暂降备用控制电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式以及工作原理作进一步详细说明。

一种基于带变频器设备的级抗电压暂降备用电路，结合图1可以看出，包括变频器、和变频器连接的设备电机m，所述变频器供电线路上设置有主控制开关km1，结合图3可以看出，还包括备用电源ups，该备用电源ups向电压暂降备用控制电路供电；所述主控制开关km1与所述设备电机m之间并联有电压暂降备用主电路；所述变频器上还设置有变频器输出常闭触点ob，所述变频器输出常闭触点ob经所述电压暂降备用控制电路与所述电压暂降备用主电路相关联。

在本实施例中，结合图2和图3可以看出，所述变频器输出常闭触点ob，所述变频器输出常闭触点ob一端连接24v电源，另一端经变频器断开指示继电器ka2线圈接地；

所述变频器断开指示继电器ka2常开开关设置在所述电压暂降备用控制电路上，所述变频器断开指示继电器ka2常开开关一端经启动开关sa1接所述备用电源ups，所述变频器断开指示继电器ka2常开开关另一端经备用电路继电器km2线圈接地，结合图1可以看出，该备用电路继电器km2常开主开关设置在所述电压暂降备用主电路上。

参见图3，所述电压暂降备用控制电路还设置有备用电路启/停运行指示灯，该备用电路启/停运行指示灯hl并联连接在所述备用电路继电器km2线圈两端。

参见图2，所述变频器上还设置有变频器输出常开触点oa，所述变频器输出常开触点oa一端连接24v电源，另一端经变频器运行指示继电器ka3线圈接地；

参见图3，所述电压暂降备用控制电路还设置有变频器运行指示继电器ka3常开触点，所述变频器运行指示继电器ka3常开触点一端经与所述启动开关sa1连接所述备用电源ups，所述变频器运行指示继电器ka3常开触点另一端经变频器运行指示灯hr接地。

参见图3和图1，所述电压暂降备用控制电路还设置有变频器启停控制继电器ka1线圈，该变频器启停控制继电器ka1线圈一端经所述电路继电器km2常闭辅助开关、所述启动开关sa1连接所述备用电源ups，所述变频器启停控制继电器ka1线圈另一端接地。

本实用新型的工作原理：

当供电出现电压暂降时，变频器内部整流电路等跳闸的同时，变频器失电。

此时，变频器输出常闭触点ob闭合，变频器断开指示继电器ka2线圈得电，变频器断开指示继电器ka2常开开关闭合，备用电路启/停运行指示灯hl点亮，备用电路继电器km2线圈得电，从而对应的备用电路继电器km2常开主开关闭合，电压暂降备用主电路通电，设备电机m经短暂停电后继续工作，由于断电时间短电机未完全停转。

变频器输出常闭触点ob闭合的同时，变频器输出常开触点oa由闭合变为断开，变频器运行指示灯hr熄灭。

备用电路继电器km2线圈得电的同时，电路继电器km2常闭辅助开关断开，变频器不工作，当跳出电压暂降后，人为控制为变频器工作。