一种具有能量回馈功能的变频制动装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电气控制领域，具体涉及一种具有能量回馈功能的变频制动装置。
【背景技术】
[0002]变频器(Variable-frequency Drive，VFD)是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。现有的变频器控制系统中，比如ABB变频器系统电铲，其在制动耗能方式上采用制动电阻消耗电铲在下降过程中电动机释放的多余电能，该多余电能以串联电阻产生热量的方式散发到环境中，等同于消耗掉一部分电能而不具有效能产出。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于克服上述不足，提供了一种具有能量回馈功能的变频制动装置，即实现能量回馈，又能保证原变频器工作的稳定性。
[0004]为达到上述实用新型的目的，本实用新型通过以下技术方案实现:
[0005]本实用新型的一种具有能量回馈功能的变频制动装置，包括电动机、变频器和能量回馈模块，所述变频器包括有并联在正直流母线和负直流母线之间的逆变电路和整流电路，电动机的三相线通过逆变电路接入变频器，整流电路与电网的三相线电性连接，其特征在于:所述逆变电路和整流电路之间的负直流母线中串联有至少一个直流电抗器和至少一个限流电阻器，限流电阻器两端并联有至少一个二极管，在限流电阻器与逆变电路之间的负直流母线和正直流母线之间并联有串联的制动电阻和制动斩波器，所述制动电阻两端分别与能量回馈模块的正直流母线和负直流母线连接，所述能量回馈模块的能量输出端与电网连接。
[0006]所述制动斩波器采用功率MOSFET或者IGBT模块。
[0007]所述能量回馈模块为三相桥式IGBT逆变电路。
[0008]所述整流电路与电网之间的三相线上各串联有至少一个断路器。
[0009]本实用新型的与现有技术相比，具有如下优点:
[0010]本实用新型的一种具有能量回馈功能的变频制动装置，采用限流电阻器及其并联的二极管，前者可实现系统启动时短暂的缓冲启动电流，后者用于限流电阻的回流放电，采用直流电抗器，实现将叠加在直流电流上的交流分量限定在某一规定值，保持整流电流连续，减少电流脉动值，改善输入功率因数，并可以抑制整流电流产生的谐波，在变频器中，通过制动电阻两端向能量回馈模块释放电能，能量回馈模块向电网回馈电能，实现制动能耗的回收，回收效率约为20 %。
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型的一种具有能量回馈功能的变频制动装置的原理示意图。
[0012]图2为本实用新型的一种具有能量回馈功能的变频制动装置的电路结构图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图和实施例对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部实施例。
[0014]实施例
[0015]请参阅图1和图2，分别是本实用新型的具有能量回馈功能的变频制动装置的原理不意图和电路结构图O
[0016]如图1所示，交流变压器输出端作为电网与变频器电性连接，变频器输出一定频率的工作电压能到电动机，此处的电动机为交流变频电动机，使之处于工作状态；本实用新型在变频器引入能量回馈模块，在实施例中采用ABB变频器，当电动机切换至制动状态时，电动机中的电能通过变频器输送到能量回馈模块，能量回馈模块再将接收的制动电能回馈到电网，实现制动电能的回收，以替代原有的ABB变频器系统的电动机制动能耗方式，即以串联电阻发热方式消耗制动电能。
[0017]如图2所示，具体实现变频制动和能量回馈的电路结构如下所述。
[0018]本实用新型实施例的具有能量回馈功能的变频制动装置，包括电动机150、变频器和能量回馈模块140。
[0019]所述变频器包括有并联在正直流母线和负直流母线之间的逆变电路110和整流电路120，电动机150的三相线通过逆变电路110接入变频器，整流电路120与电网的三相线电性连接，在限流电阻器132与逆变电路120之间的负直流母线和正直流母线之间并联有相串联的制动电阻136和制动斩波器135，所述制动电阻136两端分别与所述能量回馈模块140的正直流母线和负直流母线连接。
[0020]所述逆变电路110为三相桥式IGBT逆变电路，以两个串联的IGBT模块构成桥臂，三个桥臂各自的两端分别电性连接负直流母线和正直流母线，电动机150的三相线分别接入三相桥式IGBT电路的各桥臂中点，所述桥臂中点为两个串联IGBT模块的共点端。
[0021]进一步，所述逆变电路110的正、负直流母线上还并联有至少一个储能电容134。
[0022]所述整流电路120为二极管三相桥式整流电路，电网的三相线分别接入整流电路120各桥臂的串联二极管的共点端。
[0023]所述能量回馈模块140为三相桥式IGBT逆变电路，其三个桥臂中点作为能量输出端与电网连接。
[0024]进一步，所述能量回馈模块140的正、负直流母线两端并联有至少一个储能电容142。
[0025]所述逆变电路110和整流电路120之间的负直流母线中串联有至少一个直流电抗器131和至少一个限流电阻器132，限流电阻器132两端并联有至少一个二极管133，所述直流电抗器131，又称平波电抗器，主要用于变流器的直流侧，在通用变频器上有较多的应用，直流电抗器131中有流过的具有交流分量的直流电流，主要用途是将叠加在直流电流上的交流分量限定在某一规定值，保持整流电流连续，减小电流脉动值，改善输入功率因数，并可以抑制变流装置产生的谐波；所述限流电阻器132用于在变频制动装置启动时，短暂的缓冲启动电流；缓冲二极管133用于限流电阻器132的回流放电。
[0026]所述制动斩波器135采用功率MOSFET或者IGBT模块。
[0027]所述整流电路120与电网之间的三相线上各串联有至少一个断路器。
[0028]上述制动电阻136和制动斩波器135起到将制动能耗的回收作用，具体的，当正、负直流母线两端的电压高于额定电压(DC 1050V)，制动斩波器启动，开始释放电能，能量回馈模块140就是将该释放的直流电能通过逆变电路回馈至电网，在本实施例中为交流变压器的交流电源母排，实现制动能耗的回收。
[0029]上述实施例仅用以说明本实用新型而并非限制本实用新型所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本实用新型已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或者等同替换；而一切不脱离本实用新型的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
【主权项】
1.一种具有能量回馈功能的变频制动装置，包括电动机(150)、变频器和能量回馈模块(140)，所述变频器包括有并联在正直流母线和负直流母线之间的逆变电路(110)和整流电路(120)，电动机(150)的三相线通过逆变电路(110)接入变频器，整流电路(120)与电网的三相线电性连接，其特征在于:所述逆变电路(110)和整流电路(120)之间的负直流母线中串联有至少一个直流电抗器(131)和至少一个限流电阻器(132)，限流电阻器(132)两端并联有至少一个二极管(133)，在限流电阻器(132)与逆变电路(120)之间的负直流母线和正直流母线之间并联有串联的制动电阻(136)和制动斩波器(135)，所述制动电阻(136)两端分别与能量回馈模块(140)的正直流母线和负直流母线连接，所述能量回馈模块(140)的能量输出端与电网连接。2.根据权利要求1所述的具有能量回馈功能的变频制动装置，其特征在于:所述制动斩波器(135)采用功率MOSFET或者IGBT模块。3.根据权利要求1所述的具有能量回馈功能的变频制动装置，其特征在于:所述能量回馈模块(140)为三相桥式IGBT逆变电路。4.根据权利要求1所述的具有能量回馈功能的变频制动装置，其特征在于:所述整流电路(120)与电网之间的三相线上各串联有至少一个断路器。
【专利摘要】本实用新型公开一种具有能量回馈功能的变频制动装置，包括电动机、变频器和能量回馈模块，变频器的输入端与电网三相电连接，输出端与电动机三相电连接，变频器的直流母线上串联直流电抗器和限流电阻，限流电阻两端并联二极管，能量回馈模块与变频器的制动电阻两端连接实现能量回收，能量回馈模块的输出端与电网连接，通过直流电抗器实现变频器直流母线上的谐波抑制。
【IPC分类】H02P27/06, H02P3/22
【公开号】CN204835994
【申请号】CN201520601738
【发明人】翁庆坚, 陈军峰, 陈景强, 林毓汉
【申请人】广东广业云硫矿业有限公司
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年8月11日