一种用于变频器抗晃电的超级电容充放电电路的制作方法

1.本实用新型涉及变频器抗晃电技术领域，尤其涉及一种变频器抗晃电的超级电容充放电电路。


背景技术：

2.电力系统在运行过程中，由于外部线路受到雷击、瞬时短路等故障造成企业内部电网相邻线路短路故障、大型电动机起动等原因，会造成电压瞬间较大幅度波动后恢复，这种现象通常称为“晃电”。由于现代企业生产装置的规模越来越大，晃电持续时间虽然比较短，但对生产的影响却十分巨大。瞬间的电压波动将造成大量电动机跳闸，设备停机。电网电压恢复后电机不能自行恢复运行，导致连续生产过程紊乱，并有可能造成生产及设备事故。对于大型装置来说，如果人工进行恢复，花费的时间比较长，而对于一些无人值守的装置，恢复的时间就更长。这对于石油、化工等连续生产装置来说，产生的诸如安全、环保、废品、原料浪费、产量降低、效益低下等一系列损失是非常巨大的。目前针对变频器抗晃电装置主要有：一是通过改造控制回路来躲避晃点，使变频器不掉电；另一种是在dc-link上加直流后备电源方式，例如蓄电池或超级电容。针对超级电容充电方式研究很多，大部分是采取充电器对超级电容进行充电，成本高、稳定性差、控制复杂。


技术实现要素：

3.本发明的目的是克服现有的超级电容充电电路的缺点，提供一种用于变频器抗晃电的超级电容充放电电路，本实用新型极大降低了充放电复杂度，节省了成本，提高了系统的稳定性。
4.本实用新型的技术方案如下：
5.一种用于变频器抗晃电的超级电容充放电电路，包括：充放电电路、控制器、超级电容；充放电电路包括：直流开关、充电限流电阻、igbt和二极管，其中，直流开关一端连接充电限流电阻，另一端连接变频器直流母线的正极，充电限流电阻一端连接直流开关，另一端连接超级电容正极，igbt的发射极连接直流母线的正极，集电极连接二极管的负极，二极管的正极连接超级电容的正极；超级电容的正极连接充放电电路，负极连接变频器直流母线负极；控制器信号采集线分别连接充放电电路的输入端和输出端，控制信号线连接充放电电路。
6.进一步地，控制器包括：cpu、a/d电路、电流及电压采集电路、igbt驱动电路、i/o口、显示屏。
7.进一步地，超级电容与所述充放电电路之间设置熔断器。
8.进一步地，超级电容充放电电路与变频器之间设置断路器。
9.该电路结构较为简单，极大降低了充放电复杂度，节省了成本，提高了系统的稳定性。
附图说明
10.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
11.图1是本实用新型与变频器整体连接示意图；
12.图2是本实用新型实施例中的充放电电路原理示意图。
具体实施方式
13.下面将结合本实用新型实施例中的附图，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
14.图1是本实用新型所述用于变频器抗晃电的超级电容充放电电路一个实施例的示意图。该电路包括：充放电电路，控制器，超级电容c1，熔断器fu1和断路器qf1。充放电电路一端连接变频器直流母线正极，另一端连接熔断器fu1。超级电容c1的正极连接熔断器fu1，负极连接变频器直流母线负极。熔断器fu1一端连接充放电电路，另一端连接超级电容c1正极。控制器信号采集线分别连接充放电电路的输入端和输出端，控制信号线连接充放电电路。
15.所述充放电电路包括：直流开关s1、充电限流电阻r1、igbt q1和二极管d1，其中，直流开关s1一端连接充电限流电阻r1，另一端连接变频器直流母线的正极，充电限流电阻r1一端连接直流开关s1，另一端连接超级电容正极c1，igbt q1的发射极连接直流母线的正极，集电极连接二极管d1的负极，二极管d1的正极连接超级电容c1的正极。
16.具体使用时，所述实用新型与变频器直流母线连接到一起。变频器启动，建立直流母线电压，控制器控制直流开关s1闭合，直流母线电压通过充放电电路自动给超级电容c1充电。充电限流电阻r1的功率及阻值需根据变频器母线允许输出电流及超级电容c1容量选择，一般充电电流不大于变频器直流母线额定电流的5％。
17.超级电容c1电压充满后，直流开关s1及充电限流电阻r1不断开，以备超级电容c1损耗及变频器母线波动给超级电容c1补充能量。控制器闭合igbt q1，超级电容c1通过igbt q1、二极管d1与变频器母线直接相连，若发生晃电或变频器母线电压下降，超级电容c1的能量自动通过igbt q1及二极管d1给变频器母线充电，支撑母线稳定；控制器采集充放电线路电流及变频器直流母线电压，若母线电压或回路电流超过了预设值，控制器控制充放电回路的直流开关s1及igbt q1对电路进行保护。
18.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。


技术特征：
1.一种用于变频器抗晃电的超级电容充放电电路，其特征在于，包括：充放电电路、控制器、超级电容；所述充放电电路包括：直流开关、充电限流电阻、igbt和二极管，其中，所述直流开关一端连接所述充电限流电阻，另一端连接变频器直流母线的正极，所述充电限流电阻一端连接所述直流开关，另一端连接所述超级电容正极，所述igbt的发射极连接直流母线的正极，集电极连接所述二极管的负极，所述二极管的正极连接所述超级电容的正极；所述超级电容的正极连接所述充放电电路，负极连接变频器直流母线负极；所述控制器信号采集线分别连接所述充放电电路的输入端和输出端，控制信号线连接所述充放电电路。2.根据权利要求1所述的用于变频器抗晃电的超级电容充放电电路，其特征在于，所述控制器包括：cpu、a/d电路、电流及电压采集电路、igbt驱动电路、i/o口、显示屏。3.根据权利要求1所述的用于变频器抗晃电的超级电容充放电电路，其特征在于，所述超级电容与所述充放电电路之间设置熔断器。4.根据权利要求1所述的用于变频器抗晃电的超级电容充放电电路，其特征在于，所述超级电容充放电电路与变频器之间设置断路器。

技术总结
本实用新型公开了用于变频器抗晃电的超级电容充放电电路，属于变频器抗晃电技术领域。该电路包括：充放电电路，控制器，超级电容，熔断器和断路器。所述充放电电路包括：直流开关、充电限流电阻、IGBT和二极管。充放电电路一端连接变频器直流母线正极，另一端连接熔断器。超级电容的正极连接熔断器，负极连接变频器直流母线负极。熔断器一端连接充放电电路，另一端连接超级电容正极。控制器信号采集线分别连接充放电电路的输入端和输出端，控制信号线连接充放电电路。本实用新型降低了充放电复杂度，节省了成本，提高了系统的稳定性。提高了系统的稳定性。提高了系统的稳定性。


技术研发人员：马建立 付得意 徐铮 崔剑林 臧磊 权好 丁海昌 邹佳 马浩雷 赵文洲 刘葳
受保护的技术使用者：北京智源新能电气科技有限公司
技术研发日：2021.06.09
技术公布日：2022/2/7