专利名称：大容量电机高压变频调速装置的制作方法
技术领域：
大容量电机高压变频调速装置[技术领域]本实用新型涉及电机变频调速装置，尤其是一种大容量电机高压 变频调速装置。[背景4支术]节能降耗是我国经济可持续发展的必然要求，据国家发改委的统计资料显示，当前的工业企业的电能消耗中有65%以上是风机和水泵 类负载消耗的，通过变频调速控制风机和水泵的运行可以节省大量的 能源，因此变频器在国民经济各行业广泛使用，如冶金、石化、电力、 机械、建材、港口码头及仓储等都有广泛应用。电力用户出于节能、减少变压器损耗和供电线路损耗、提高用电 设备运行效率等角度考虑，在选择设备供电方案时，对于较大容量的 负载，如大容量电动机，通常优先选用高压电网直接供电。因为低压电网容量一般较小，大容量电动机负载若挂接在低压电 网上，这些电动机的启动将给低压电网带来巨大冲击，造成较大电压 波动，影响低压电网上其它用电设备的正常运行，严重时还会造成其 它重要负荷跳闸停机。因此，大容量设备往往要采用高压直接供电， 这样，可以不增加低压电网的容量，且电机起动时不影响其他低压设 备的运行。然而，现有高压变频调速装置隔离变压器原边产生极大的谐波， 对高压电网产生严重干扰。另外，传统的高压变频调速装置不能实现 电机变频器供电与电网供电的同步切换。[发明内容]本实用新型要解决的技术问题是提供一种隔离变压器原边谐波电 流小，对电网干扰小的大容量电机高压变频调速装置。本实用新型进一步要解决的技术问题是提供一种能实现电机变频 器供电与电网供电的同步切换的大容量电机高压变频调速装置。为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是， 一种大 容量电机高压变频调速装置，包括隔离变压器、整流单元和逆变单元， 所述的隔离变压器的主绕组接高压电网，两副绕组分别为Y型和A型 接线，两副绕组三相交流输出相位相互错开30° ,与整流单元一起构 成12脉冲整流电路，所述的逆变单元将整流单元输出的直流电逆变成 频率可调的三相低压交流电。以上所述的大容量电机高压变频调速装置，最好还包括同步切换 装置，所述的同步切换装置包括电压检测元件、数字量输入输出端子 和智能控制器；所述的电压检测元件采集隔离变压器的输出电压和逆 变单元的输出电压信号，把采集的信号经整形放大后送到智能控制器； 所述的数字量输入端子接收外部的电机电源切换命令，向智能控制器 发出控制信号；所述的智能控制器接收到电机电源切换命令后，向逆 变单元发出控制信号，使逆变单元的输出电压和隔离变压器的输出电压在频率、大小和相位上同步，通过数字量输出端子完成电机逆变单 元供电和电网供电的转换。本实用新型隔离变压器两副绕组分别为Y型和A型接线，两副绕 组三相交流输出相位相互错开，与整流单元一起构成12脉沖整流电路， 同现有技术相比，本实用新型隔离变压器原边谐波电流小，对电网干 扰大为减小。本实用新型如采用同步切换装置的技术方案，通过电压检测元件 采集隔离变压器的输出电压和逆变单元的输出电压信号，智能控制器 使逆变单元的输出电压和隔离变压^的输出电压在频率、大小和相位 上同步，就可以实现电机变频器供电与电网供电的同步切换。[
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以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的说明。图1是本实用新型大容量电机高压变频调速装置的原理框图。 [具体实施方式
]图1所示的本实用新型大容量电机高压变频调速装置的实施例， 主要由隔离变压器、整流单元、逆变单元及同步切换装置组成，它能 实现电机变频器供电与电网供电的同步切换，与传统的冷切换方法即 先停变频器再切换相比具有负载不断电、无沖击电流等优点。因此它 能实现对多台电机顺序软启、软停、调速等功能，下面以拖动两台电才几为例进行详细介绍。1) 隔离变压器为三绕组装拒型干式整流变压器，它把6KV/10KV电压转换成380V 或690V电压，其两副绕组分别为Y型和A型接线，两组三相交流电源 间相位错开30。，从而输出电压在每个交流电源周期中脉动12次，它 与整流单元一起构成12脉沖整流电路，降低电网输入端谐波，减小对 高压电网的干扰。隔离变压器配置的温度监控和超温报警组件，变压 器绕组温升异常时，将自动控制前级高压拒跳闸，为变压器提供可靠 的保护。此外内部配置有半导体保护快速熔断器，用于保护变频器的半导 体整流单元，并防止输出侧短路损坏隔离变压器。对于容量较大的型 号，内部还配置有变频器输入侧交流母线隔离开关等i殳备。变压器温度、电机绕组温度、电机轴承温度等信号送入逆变单元 中，可通过逆变单元的操作面板监视上述参数，异常时发出故障报警 信号，控制前级高压拒跳闸。2) 逆变单元它把来自整流单元的直流电转化成电机需要的低压交流电，并且 它能线性调节输出电流的大小和频率，从而控制电机的转速，它还能 实现对电机的直接转矩控制。此外它还能接受来自同步切换装置的命令，使逆变单元输出电压 和隔离变压器输出电压完全同步即频率、大小、相位完全相同，/人而 为完成电机变频器供电和电网供电的无扰动切换做准备。3) 同步切换装置用于电机变频器供电和电网供电的同步切换，同步切换能在电机 不停电的情况下进行，且对电网和变频器无任何危害。同步切换装置主要有电压检测元件、数字量输入输出端子和智能 控制器组成。电压检测元件主要有高精度电压传感器组成，用于采集隔离变压 器输出电压和逆变单元的输出电压信号，然后把采集的信号经整形放 大后送到智能控制器。数字量输入端子用于接收外部的电机电源切换命令，当接到命令 后通过智能控制器输出相应的控制信号，从而完成电机的逆变单元供 电和电网供电的同步切换。智能控制器主要由高速DSP芯片及外围电路组成，把釆集到的电 压信号经快速傅立叶运算后实时得到整流变压器输出电压和逆变单元 的输出电压的频率、大小和相位。当接收到电机的逆变单元供电和电 网供电切换命令后，向逆变单元发出相应控制信号来调整逆变单元的 输出电压、使逆变单元的输出电压和隔离变压器的输出电压同步，即 频率、大小和相位完全相同，然后锁定该状态并发出控制信号，通过 数字量控制端子控制完成电机逆变单元供电和电网供电的转换。4) 工作原理如图l所示，电机M1和M2为同一电压等级，电机M1由逆变单元 供电，电机M2由隔离变压器供电，此时交流接触器触头KM1、 KM4闭 合，KM2、 KM3断开。如工序的需要对电机M2进行调速，这就需要把电机M1切换为由隔离变压器供电，把电机M2切换为逆变单元供电，以便进行控制。首先合上同步切换装置的输入端子1向智能控制器输入 切换命令。智能控制器根据隔离变压器输出端电压与逆变单元输出电 压的不同调整逆变单元的输出电压参数。当智能控制器4企测到隔离变 压器输出端电压与逆变单元输出电压达到同步后，输出控制命令，使交流接触器触头KM2吸合，KM1断开；KM3吸合，KM4断开。这样，电 机M1切换成由隔离变压器供电，电机M2切换成由逆变单元供电，从 而为对电机M2的调速创造必要条件。由于切换时两则电源同步无扰动， 对逆变单元和电网无任何危害。按同样的方法可实现多台电机的顺序 切换、控制和调速。本实用新型的高压变频调速装置不仅具有调速性能优越、谐波电 流小、性价比高等优点，此外它配有变频器输出电压与电网电压同步 ;险测装置，因此它能在电机不断电、对电网无冲击的情况下实现对多 台电机的软起和软停等控制，这些都是现有高压变频调速装置所不具 备的。经实践证明本实用新型技术先进可靠、性价比高，是一款具有 巨大市场前景的节能产品。
权利要求1.一种大容量电机高压变频调速装置，包括隔离变压器、整流单元和逆变单元，其特征在于，所述的隔离变压器的主绕组接高压电网，两副绕组分别为Y型和Δ型接线，两副绕组三相交流输出相位相互错开30°，与整流单元一起构成12脉冲整流电路，所述的逆变单元将整流单元输出的直流电逆变成频率可调的三相低压交流电。
2. 根据权利要求1所述的大容量电机高压变频调速装置，其特征在于， 还包括同步切换装置，所述的同步切换装置包括电压检测元件、数 字量输入输出端子和智能控制器；所述的电压^f企测元件采集隔离变 压器的输出电压和逆变单元的输出电压信号，把采集的信号经整形 放大后送到智能控制器；所述的数字量输入端子接收外部的电机电 源切换命令，向智能控制器发出控制信号；所述的智能控制器接收 到电机电源切换命令后，向逆变单元发出控制信号，使逆变单元的 输出电压和隔离变压器的输出电压在频率、大小和相位上同步，通 过数字量输出端子完成电机逆变单元供电和电网供电的转换。
专利摘要本实用新型公开了一种大容量电机高压变频调速装置，包括隔离变压器、整流单元和逆变单元，所述的隔离变压器的主绕组接高压电网，两副绕组分别为Y型和△型接线，两副绕组三相交流输出相位相互错开30°，与整流单元一起构成12脉冲整流电路，所述的逆变单元将整流单元输出的直流电逆变成频率可调的三相低压交流电。同现有技术相比，本实用新型隔离变压器原边谐波电流小，对电网干扰大为减小。本实用新型如采用同步切换装置的技术方案，通过智能控制器使逆变单元的输出电压和隔离变压器的输出电压在频率、大小和相位上同步，就可以实现电机变频器供电与电网供电的同步切换。
文档编号H02P27/06GK201122931SQ20072017122
公开日2008年9月24日 申请日期2007年11月28日 优先权日2007年11月28日
发明者李瑞常, 罗自永 申请人:深圳市库马克新技术有限公司