专利名称：具有过电压保护功能的高压变频器及其过电压保护方法
技术领域：
本发明涉及一种高压变频器，具体涉及一种具有过电压保护功能的高压变频器及其过电压保护方法。
背景技术：
通过改变交流电频率的方式实现交流电控制的技术就叫变频技术，其核心是变频器，它通过对供电频率的转换来实现电动机运转速率的自动调节，把50Hz的固定电网频率改为变化的频率。同时，还使电源电压调整到一定适应范围。高压变频器因其具有可实现无极调速、变传统电机为智能电机，显著的节能效益，可将启动电流控制在额定电流以内、无冲击电流，对电网冲击小，减少机械磨损、节约维护费用等优点，被广泛应用于冶金、石化、电力、采矿、城市建设以及交通工业等行业。高压变频器包括依次相邻设置的变压器柜、功率柜及控制柜，所述变压器柜主要为高压隔离移相变压器，完美消除电网侧电压、电流谐波；功率柜是变频器功率主电路的核心部分，由多个完全相同的功率单元组成，各功率单元的输出电压串联叠加后组成输出到电机的三相电压；控制柜是整个高压变频调速系统的核心，它根据用户在本地或远程的操作和设置，并采集系统中电压、电流模拟量及各开关量，进行逻辑处理和计算后，决定并控制各功率单元的动作，进一步驱动电机，满足输出要求。高压变频器运行过程中，常会因减速时间太短、输入电源电压异常以及有能量回馈性负载等原因出现变频器输入过压故障。高压变频器出现过电压故障时，若不能第一时间发现并进行处理，将会损坏变频器及外部设备，发生生产事故。为保护高压变频器及外部设备，避免生产事故的发生，需提供一种具有过电压保护功能的高压变频器。
发明内容
本发明目的是提供一种具有过电压保护功能的高压变频器，自动检测变频器过电压故障、使变频器工频输出、同时发出报警信号，自动保护变频器及外部设备，避免生产事故的发生。为达到上述目的，本发明采用的技术方案是一种具有过电压保护功能的高压变频器，包括功率柜，所述功率柜内设有复数个功率单元，还包括设于所述高压变频器的电源进线处，采集并输出所述高压变频器的输入电压信号的进线电压信号采集模块；设于所述高压变频器的其中一个功率单元处，采集并输出所述功率单元的输出电压信号的功率单元电压信号采集模块；接收所述高压变频器的输入电压信号、所述功率单元的输出电压信号，并将所述高压变频器的输入电压信号和所述功率单元的输出电压信号转换成数字信号输出的模/数转换模块；接收所述数字信号、并将该数字信号与基准电压信号进行比对、输出过电压信号的信号比对模块；接收所述过电压信号、控制所述高压变频器工频输出的主控制模块；所述进线电压信号采集模块和所述功率单元电压信号采集模块分别与模/数转换模块连接，所述模/数转换模块、信号比对模块以及主控制模块依次电气连接。上述技术方案中，所述进线电压信号采集模块为PT检测装置或电压霍尔元件；所述功率单元电压信号采集模块为PT检测装置或电压霍尔元件。上述技术方案中，该高压变频器的主控制模块设于一控制柜内，其上设有液晶显示屏，所述过电压信号的功能代码及内容显示于该液晶显示屏上。上述技术方案中，该高压变频器还包括与主控制模块电气连接、接收所述主控制模块发出的报警信号的报警装置。上述的具有过电压保护功能的高压变频器的过电压保护方法包括如下步骤(I)利用进线电压信号采集模块对高压变频器的输入电压进行电压信号采样；(2)利用功率单元电压信号采集模块对高压变频器的其中一个功率单元的输出电压进行电压信号采样；(3)利用模/数转换模块将步骤(I)和(2)中采集到的所述高压变频器的输入电压信号和所述功率单元的输出电压信号进行模/数转换；(4)利用信号比对模块将步骤(3)中得到的数字信号与基准电压信号进行比对，当所述数字信号大于基准电压信号时输出过电压信号；(5)高压变频器的主控制模块接收步骤(4)的过电压信号，切换高压变频器至工频输出；(6)报警模块接收主控制模块发出的报警信号，警示工作人员高压变频器发生过电压故障。由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有的优点是1.本发明设置了可自动检测变频器过电压故障的进线电压信号采集模块和功率单元电压信号采集模块，并在发生过电压故障时利用主控制模块将高压变频器切换至工频输出，同时发出报警信号，自动保护变频器及外部设备，避免生产事故的发生。
图1是本发明实施例一的结构示意图；图2是实施例一的工作原理框图；其中1、功率柜；2、控制柜20、液晶显示屏。
具体实施例方式下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述实施例一图1所示，一种具有过电压保护功能的高压变频器，其线电压为6kV，采用1700V的IGBT，包括功率柜1，所述功率柜I内设有15个功率单元，其中每相包含5个功
率单元。所述高压变频器还包括设于所述高压变频器的电源进线处，采集并输出所述高压变频器的输入电压信号的进线电压信号采集模块；设于所述高压变频器的A相的功率单元Al处，采集并输出所述功率单元Al的输出电压信号的功率单元电压信号采集模块；接收所述高压变频器的输入电压信号、所述功率单元的输出电压信号，并将所述高压变频器的输入电压信号和所述功率单元的输出电压信号转换成数字信号输出的模/数转换模块；接收所述数字信号、并将该数字信号与基准电压信号进行比对、输出过电压信号的信号比对模块；接收所述过电压信号、控制所述高压变频器工频输出的主控制模块；所述进线电压信号采集模块和所述功率单元电压信号采集模块分别与模/数转换模块连接，所述模/数转换模块、信号比对模块以及主控制模块依次电气连接。其中，所述进线电压信号采集模块为PT检测装置；所述功率单元电压信号采集模块为电压霍尔元件。所述高压变频器的主控制模块设于一控制柜2内，其上设有液晶显示屏20，所述过电压信号的功能代码及内容显示于该液晶显示屏20上。所述高压变频器还包括与主控制模块电气连接、接收所述主控制模块发出的报警信号的报警装置。该具有过电压保护功能的高压变频器的工作原理框图如图2所示，其工作步骤如下所述(I)利用进线电压信号采集模块对高压变频器的输入电压进行电压信号采样；(2)利用功率单元电压信号采集模块对高压变频器的其中一个功率单元的输出电压进行电压信号采样；(3)利用模/数转换模块将步骤(I)和(2)中采集到的所述高压变频器的输入电压信号和所述功率单元的输出电压信号进行模/数转换；(4)利用信号比对模块将步骤(3)中得到的数字信号与基准电压信号进行比对，当所述数字信号大于基准电压信号时输出过电压信号；(5)高压变频器的主控制模块接收步骤(4)的过电压信号，切换高压变频器至工频输出；(6)报警模块接收主控制模块发出的报警信号，警示工作人员高压变频器发生过电压故障。以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种具有过电压保护功能的高压变频器，包括功率柜，所述功率柜内设有复数个功率单元，其特征在于，还包括设于所述高压变频器的电源进线处，采集并输出所述高压变频器的输入电压信号的进线电压信号采集模块；设于所述高压变频器的其中一个功率单元处，采集并输出所述功率单元的输出电压信号的功率单元电压信号采集模块；接收所述高压变频器的输入电压信号、所述功率单元的输出电压信号，并将所述高压变频器的输入电压信号和所述功率单元的输出电压信号转换成数字信号输出的模/数转换模块；接收所述数字信号、并将该数字信号与基准电压信号进行比对、输出过电压信号的信号比对模块；接收所述过电压信号、控制所述高压变频器工频输出的主控制模块；所述进线电压信号采集模块和所述功率单元电压信号采集模块分别与模/数转换模块连接，所述模/数转换模块、信号比对模块以及主控制模块依次电气连接。
2.根据权利要求1所述的具有过电压保护功能的高压变频器，其特征在于，所述进线电压信号采集模块为PT检测装置或电压霍尔元件；所述功率单元电压信号采集模块为PT检测装置或电压霍尔元件。
3.根据权利要求1所述的具有过电压保护功能的高压变频器，其特征在于，该高压变频器的主控制模块设于一控制柜内，其上设有液晶显示屏，所述过电压信号的功能代码及内容显示于该液晶显示屏上。
4.根据权利要求1所述的具有过电压保护功能的高压变频器，其特征在于，该高压变频器还包括与主控制模块电气连接、接收所述主控制模块发出的报警信号的报警装置。
5.一种权利要求1所述的具有过电压保护功能的高压变频器的过电压保护方法，其特征在于，包括如下步骤(1)利用进线电压信号采集模块对高压变频器的输入电压进行电压信号采样；(2)利用功率单元电压信号采集模块对高压变频器的其中一个功率单元的输出电压进行电压信号米样；(3)利用模/数转换模块将步骤⑴和(2)中采集到的所述高压变频器的输入电压信号和所述功率单元的输出电压信号进行模/数转换；(4)利用信号比对模块将步骤(3)中得到的数字信号与基准电压信号进行比对，当所述数字信号大于基准电压信号时输出过电压信号；(5)高压变频器的主控制模块接收步骤(4)的过电压信号，切换高压变频器至工频输出；(6)报警模块接收主控制模块发出的报警信号，警示工作人员高压变频器发生过电压故障。
全文摘要
本发明公开了一种具有过电压保护功能的高压变频器及其过电压保护方法，所述高压变频器包括进线电压信号采集模块；功率单元电压信号采集模块；接收电压信号，并将电压信号转换成数字信号输出的模/数转换模块；接收数字信号、并将该数字信号与基准电压信号进行比对、输出过电压信号的信号比对模块；接收过电压信号、控制所述高压变频器工频输出的主控制模块。本发明设置了可自动检测变频器过电压故障的进线电压信号采集模块和功率单元电压信号采集模块，并在发生过电压故障时利用主控制模块将高压变频器切换至工频输出，同时发出报警信号，自动保护变频器及外部设备，避免生产事故的发生。
文档编号H02M1/32GK103051199SQ201310020480
公开日2013年4月17日 申请日期2013年1月21日 优先权日2013年1月21日
发明者余芙容, 姚大胜, 余维成 申请人:江苏力普电子科技有限公司