专利名称:一种变频器均压电阻状态在线检测及报警装置制造方法
【专利摘要】一种变频器均压电阻状态在线检测及报警装置。采用两只容抗相同的储能电容C1与储能电容C2串联用于达到总耐电压值，并联电阻值相同的均压电阻R1与均压电阻R2并联后与储能电容C1并联连接，均压电阻R3与均压电阻R4并联后与储能电容C1并联连接，包括稳压管WD1串联电阻R5后与储能电容C1串联，稳压管WD2串联电阻R6后与储能电容C2串联，电阻R5的一端连接一电阻R7后与一光电耦合器G1的输入端引脚连接，光电耦合器G1的输入端的另一引脚连接至电阻R5的另一端，光电耦合器G1的输出端连接至预报示警电路，本实用新型通过均压电阻保证储能电容两端电压的稳定性，通过稳压管上的稳压值的变化，使得光电耦合器处于截止状态或导通状态，进行示警，表示电路不正常。
【专利说明】一种变频器均压电阻状态在线检测及报警装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于卷取机传动系统领域，尤其涉及一种变频器均压电阻状态在线检测及报警装置。
【背景技术】
[0002]卷取机:又称卷板机，卷取机是将热轧或冷轧的带钢产品卷成圆筒形状的设备，叫卷取机。
[0003]变频器:变频器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。
[0004]热连轧厂生产线中对于美国GE公司生产的IGBT变频传动调速设备，由于电子器件的制造工艺存在缺陷，电子器件的耐电压值满足不了要求，在主功率桥内部储能电容(滤波电容)的额定耐电压值只有500Vdc，实际工作电压是900Vdc，远远超出电容的耐电压值，为此美国GE公司技术人员，在主功率桥电路设计出均压电路，来满足电压要求，均压电路主要由均压电阻组成，由于变频传动设备超期运行，电子器件的劣化及损坏，特别是均压电阻损坏就失去均压作用，造成主功率桥的储能电容(滤波电容)承受电压超过电容的额定电压值，致使储能电容(滤波电容)击穿而损坏短路，IGBT在短路大电流下烧损。由于设备本身没有相应检测和预报功能，只能当设备出现故障后做恢复性处理和修复被动工作，尚无彻底的解决方案。
实用新型内容
[0005]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中存在的桥的均压电阻检测功能，无法预知均压电阻的运行情况，只能当均压电阻损坏后使储能电容(滤波电容)击穿造成设备故障后做恢复性处理和修复被动工作。本实用新型提供一种及时预知均压电阻的运行状况，能及时预报均压电阻损坏信息，并将信息通过灯光和声响通知岗位，得到及时处理的变频器均压电阻状态在线检测及报警装置。
[0006]本实用新型是这样实现的，一种变频器均压电阻状态在线检测及报警装置，采用两只容抗相同的储能电容Cl与储能电容C2串联用于达到总耐电压值，并联电阻值相同的均压电阻Rl与均压电阻R2并联后与储能电容Cl并联连接，均压电阻R3与均压电阻R4并联后与储能电容Cl并联连接，包括稳压管TOl串联电阻R5后与储能电容Cl串联，稳压管WD2串联电阻R6后与储能电容C2串联，电阻R5的一端连接一电阻R7后与一光电耦合器Gl的输入端引脚连接，光电耦合器Gl的输入端的另一引脚连接至电阻R5的另一端，光电耦合器Gl的输出端连接至预报示警电路；电阻R6的一端连接一电阻R8后与一光电耦合器G2的输入端引脚连接，光电耦合器G2的输入端的另一引脚连接至电阻R6的另一端，光电耦合器G21的输出端连接至预报示警电路。
[0007]本实用新型方案进一步地，电阻R5的一端连接一电阻R7后与一光电耦合器Gl的输入端引脚连接，光电耦合器Gl的输入端的另一引脚通过一发光二极管连接至电阻R5的另一端。
[0008]本实用新型方案进一步地，电阻R6的一端连接一电阻R8后与一光电耦合器G2的输入端引脚连接，光电耦合器G2的输入端的另一引脚通过一发光二极管连接至电阻R6的另一端。
[0009]本实用新型方案进一步地，所述预报示警电路包括报警继电器BJl串联一蜂鸣器。
[0010]本实用新型方案进一步地，所述预报示警电路包括报警继电器BJ2串联一指示灯后与串联后的报警继电器BJl和蜂鸣器并联连接。本发明可在卷取机变频调速系统正常生产运行期间，能时时反映均压电阻运行状态，能及时预报均压电阻损坏的信息，使均压电阻得到及时处理更换，避免设备事故发生。
[0011]本实用新型与现有技术相比，有益效果在于:本实用新型通过均压电阻保证储能电容两端电压的稳定性，通过稳压管上的稳压值的变化，使得光电耦合器处于截止状态或导通状态，导通时，预报电路接通，示警，表示电路不正常。
[0012]本实用新型可及时预知均压电阻的运行状况，能及时预报均压电阻损坏信息，并将信息通过灯光和声响通知岗位，得到及时处理。
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型实施例提供的设备电路原理图；
[0014]图2是本实用新型实施例提供的预报示警电路的电路原理图。
【具体实施方式】
[0015]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0016]参见图1，一种变频器均压电阻状态在线检测及报警装置，采用两只容抗相同的储能电容Cl与储能电容C2串联用于达到总耐电压值，并联电阻值相同的均压电阻Rl与均压电阻R2并联后与储能电容Cl并联连接，均压电阻R3与均压电阻R4并联后与储能电容Cl并联连接，包括稳压管WDl串联电阻R5后与储能电容Cl串联，均压电阻Rl与均压电阻R3串联结构作为均压电阻组DRES1，均压电阻R2以及均压电阻R4串联结构作为均压电阻组DRES2。
[0017]稳压管WD2串联电阻R6后与储能电容C2串联，电阻R5的一端连接一电阻R7后与一光电親合器Gl的输入端引脚连接，光电親合器Gl的输入端的另一引脚连接至电阻R5的另一端，光电耦合器Gl的输出端连接至预报示警电路I ;电阻R6的一端连接一电阻R8后与一光电親合器G2的输入端引脚连接，光电親合器G2的输入端的另一引脚连接至电阻R6的另一端，光电耦合器G21的输出端连接至预报示警电路I。
[0018]电阻R5的一端连接一电阻R7后与一光电親合器Gl的输入端引脚连接，光电I禹合器Gl的输入端的另一引脚通过一发光二极管连接至电阻R5的另一端。电阻R6的一端连接一电阻R8后与一光电親合器G2的输入端引脚连接，光电親合器G2的输入端的另一引脚通过一发光二极管连接至电阻R6的另一端。预报示警电路包括报警继电器BJl串联一蜂鸣器。
[0019]通过直流稳压电源给预报示警电路提供24V电能。
[0020]本实用新型的电路工作原理为:
[0021]均压电路是由均压电阻组DRESl、以及均压电阻组DRES2组成的，是为储能电容(滤波电容)Cl、储能电容C2服务的，在变频器主功率电路中，变频器内部直流排电压为900Vdc，由于储能电容(滤波电容)的额定电压值为500Vdc，满足不了工作电压900Vdc，为此将两只电容串联使用，致使两只电容的总耐电压值升至lOOOVdc，串联使用电容的容抗保证相等，否则两只电容的两端的电压就不相等，否则两只串联的储能电容(滤波电容)两端电压就不会均等，为使两只电容的两端的电压相等，采用均压电路后就解决了上述问题，均压电阻组DRESl和均压电阻组DRES2组成均压电路，均压电阻的主要作用是利用分压原理，保证使每个储能电容(滤波电容)上面电压均等。如果没有均压电阻，那么会由于各个电容的容量的差别，使得各个电容两端电压不等。当电容两端电压升高超过额定电压值时而击穿，它击穿后，其它电容进而很快被跟着击穿。所以储能电容(滤波电容)串联使用时都安装有均压电阻。
[0022]在均压电阻正常时，检测采样电路中如图1所示，所标出的A、B、C节点，稳压管WDl与电阻R5之间作为节点D，稳压管WD2与电阻R6之间作为节点E，Vac= 900V、Vab= V BC =Vad= V BE= 450V、VDB = VEC = 0V,稳压管WDl和稳压管WD2的稳压值为550V，稳压管WDl和稳压管WD2两端的电压没有超过550V，处于阻断状态，此时的光电耦合器Gl和光电耦合器G2处于截止状态，预报示警电路不能接通，不示警，表示电路正常。
[0023]均压电阻损坏烧断时的各点电位情况:变频器内部直流排电压为900Vdc，均压电路中的分压电阻组DRESl和分压电阻组DRES2阻值分别为10K，在5K中间处抽头，在正常情况下A点的电压是900Vdc，B点的电压是450Vdc，C点的电压是OVdc，Rab和Rb。阻值如下:
[0024]Rab= DRESl 和 DRES2 两个 5K 电阻并联=2.5K
[0025]Rbc= DRESl 和 DRES2 两个 5K 电阻并联=2.5K
[0026]根据均压电路，假设分压电阻组DRESl的2端至3端断，那么Rab= 2.5K、RBC= 5K，Rac= R^Rbc= 2.5K+5K = 7.5K，各点的电位变化为:
[0027]Vac= 900Vdc
[0028]Vab= V Ac- V BC= 900Vdc-900Vdc*5K/7.5K = 300Vdc
[0029]Vbc= V ac- V ab= 900Vdc-900Vdc*2.5K/7.5K = 600Vdc
[0030]Vab= 300Vdc, V BC= 600Vdc, B 点电压从 450Vdc 上升至 600Vdc，检测电路 “E” 点电压超过550Vdc，稳压管WD2导通工作，使“VBE”点电压稳定在550Vdc，“VK”点电压稳定在50Vdc，此时的“光电耦合器G2处于导通状态，预报电路接通，报警继电器BJl与报警继电器BJ2得电，报警继电器BJl与报警继电器BJ2的常开点闭合接通示警电路。
[0031]光电耦合器G2导通，代表分压电阻组DRESl或分压电阻组DRES2的电阻2端至3端有一支路断路的均压电阻损坏，均压电路失去功能，为故障状态，报警系统预报示警，其它以此类推。
[0032]预报示警电路:电路中包括直流稳压电源，是给报警电路及报警继电器提供工作电源的；参见图2，报警继电器BJl与报警继电器BJ2是DC24V报警继电器；报警系统的蜂鸣器D ;报警系统的指示灯HD，当检测采样电路中的光电耦合器Gl和光电耦合器G2导通时，报警继电器BJl与报警继电器BJ2得电，两个常开接点闭合，一路接通报警，一路接通报警灯，提示岗位人员设备异常。
[0033]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种变频器均压电阻状态在线检测及报警装置，其特征在于，采用两只容抗相同的储能电容Cl与储能电容C2串联用于达到总耐电压值，并联电阻值相同的均压电阻Rl与均压电阻R2并联后与储能电容Cl并联连接，均压电阻R3与均压电阻R4并联后与储能电容Cl并联连接，包括稳压管TOl串联电阻R5后与储能电容Cl串联，稳压管WD2串联电阻R6后与储能电容C2串联，电阻R5的一端连接一电阻R7后与一光电親合器Gl的输入端引脚连接，光电親合器Gl的输入端的另一引脚连接至电阻R5的另一端，光电親合器Gl的输出端连接至预报示警电路；电阻R6的一端连接一电阻R8后与一光电耦合器G2的输入端引脚连接，光电親合器G2的输入端的另一引脚连接至电阻R6的另一端，光电親合器G21的输出端连接至预报示警电路。2.如权利要求1所述的变频器均压电阻状态在线检测及报警装置，其特征在于，电阻R5的一端连接一电阻R7后与一光电親合器Gl的输入端引脚连接，光电親合器Gl的输入端的另一引脚通过一发光二极管连接至电阻R5的另一端。3.如权利要求1所述的变频器均压电阻状态在线检测及报警装置，其特征在于，电阻R6的一端连接一电阻R8后与一光电親合器G2的输入端引脚连接，光电親合器G2的输入端的另一引脚通过一发光二极管连接至电阻R6的另一端。4.如权利要求1所述的变频器均压电阻状态在线检测及报警装置，其特征在于，所述预报示警电路包括报警继电器BJl串联一蜂鸣器。5.如权利要求4所述的变频器均压电阻状态在线检测及报警装置，其特征在于，所述预报示警电路包括报警继电器BJ2串联一指示灯后与串联后的报警继电器BJl和蜂鸣器并联连接。
【文档编号】G01R31-00GK204269743SQ201420720486
【发明者】刘国君, 高宝玉, 荆洪鹏, 郑广德, 丁宇, 李忠纯, 王普 [申请人]本钢板材股份有限公司