一种制动单元及两象限变频器的制作方法

1.本技术属于变频器技术领域，具体涉及一种制动单元及两象限变频器。


背景技术：

2.目前，由于两象限变频器采用二极管整流桥，因而无法实现能量的双向流动，没有办法将电机回馈系统的能量送回电网。这些能量只能依靠变频器本身进行吸收，因此经常会出现短时间的电容堆积，形成泵升电压。对此，需要制动单元进行相应控制。
3.在实践中发现，现有技术经常采用能耗制动的方式，以达到制动的目的。然而，这种制动方式的制动单元被设定为持续工作，从而导致制动单元的控制灵活性较差、能量损耗较大。可见，现有的制动方式存在着制动性能不佳的问题。
4.针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。


技术实现要素：

5.为此，本技术提供一种制动单元及两象限变频器，有助于解决制动性能不佳的问题。
6.为实现以上目的，本技术采用如下技术方案：
7.第一方面，本技术提供一种制动单元，所述制动单元包括主制动回路和电压继电器，所述电压继电器直接连接直流母线；其中，
8.所述电压继电器，用于检测直流母线电压值，并在所述直流母线电压值高于第一整定值时，控制常开辅助触点吸合，以使制动回路导通；其中，所述制动回路为所述主制动回路与所述电压继电器电连接组成的回路；
9.所述电压继电器，还用于在所述直流母线电压值低于第二整定值时，控制常开辅助触点断开，以使所述制动回路断开。
10.进一步地，所述第一整定值为直流母线电压保护值。
11.进一步地，所述电压继电器的线圈接在所述直流母线上。
12.进一步地，所述主制动回路为直流接触器和制动电阻串联组成的回路。
13.进一步地，所述制动单元还包括软件控制接口；其中，
14.所述软件控制接口，用于向所述直流接触器输出电平信号；其中，所述电平信号为高电平或者低电平；
15.所述直流接触器，用于在所述电平信号为高电平时，控制常开辅助触点吸合，以使所述制动回路导通；
16.所述直流接触器，还用于在所述电平信号为低电平时，控制常开辅助触点断开，以使所述制动回路断开。
17.进一步地，所述软件控制接口与所述电压继电器的常开辅助触点并联连接，以控制所述主制动回路。
18.第二方面，本技术提供一种两象限变频器，包括如第一方面所述的制动单元、电压
采样板和驱动控制板；其中，所述电压采样板与所述驱动控制板建立连接，所述驱动控制板通过所述软件控制接口与所述制动单元建立连接；
19.所述电压采样板，用于对直流母线电压值进行采样，得到采样值，并将所述采样值发送给所述驱动控制板；
20.所述驱动控制板，用于在所述采样值高于所述第一整定值时，向所述软件控制接口输出高电平，以使所述软件控制接口向所述直流接触器输出高电平；
21.所述驱动控制板，还用于在所述采样值低于所述第二整定值时，向所述软件控制接口输出低电平，以使所述软件控制接口向所述直流接触器输出低电平。
22.进一步地，所述驱动控制板上设有驱动控制口，所述驱动控制口与所述软件控制接口通过导线连接。
23.进一步地，所述两象限变频器还包括负载电动机；其中，
24.所述制动单元，用于在所述负载电动机处于制动状态时控制导通；以及，在所述负载电动机处于正常工作状态时断开。
25.进一步地，所述两象限变频器还包括整流模块、滤波电容、充电控制回路、逆变模块和负载电机；其中，所述充电控制回路为限流电阻和直流接触器常开触点组成的回路。
26.本技术采用以上技术方案，至少具备以下有益效果：
27.通过本技术方案，可以在制动单元中设置电压继电器，并且，电压继电器可以直接连接直流母线，以此检测直流母线电压值，在直流母线电压值升高时，能够控制常开辅助触点吸合，以使制动回路导通正常工作。在直流母线电压值较低时，能够控制常开辅助触点闭合，以使制动回路断开停止工作。通过电压继电器，实现硬件电路自检测直流母线电压值，并基于直流母线电压值控制制动回路的通断，提高了制动单元的控制灵活性，能够避免在不必要的时候开启制动单元进行工作，减少了能量损耗，有助于解决制动性能不佳的问题。
28.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。
附图说明
29.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1是根据一示例性实施例示出的一种制动单元的框图；
31.图2是根据一示例性实施例示出的另一种制动单元的框图；
32.图3是根据一示例性实施例示出的一种两象限变频器的框图。
具体实施方式
33.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本技术的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本技术所保护的范围。
34.请参阅图1，图1是根据一示例性实施例示出的一种制动单元，所述制动单元包括主制动回路11和电压继电器kv，所述电压继电器kv直接连接直流母线；其中，
35.所述电压继电器kv，用于检测直流母线电压值，并在所述直流母线电压值高于第一整定值时，控制常开辅助触点吸合，以使制动回路导通；其中，所述制动回路为所述主制动回路与所述电压继电器kv电连接组成的回路；
36.所述电压继电器kv，还用于在所述直流母线电压值低于第二整定值时，控制常开辅助触点断开，以使所述制动回路断开。
37.在本实施例中，制动单元可以适用于两象限变频器进行制动控制，辅助变频器吸收电机回馈系统的能量。由于两象限变频器采用二极管整流桥，因而无法实现能量的双向流动，所以没有办法将电机回馈系统的能量送回电网，对此，需要制动单元辅助吸收能量。可以理解，本实施例中的制动单元也可以适用于除两象限变频器之外其他各类无法实现能量的双向流动、无法将电机回馈系统的能量送回电网的变频器。其中，常开辅助触点为在线圈通电时处于闭合状态，在线圈断电时处于断开状态的触点。
38.具体的，本实施例中的制动回路可以包括电压继电器kv，以及主制动回路11。其中，电压继电器kv能够控制主制动回路的导通和断开，以此在制动控制的过程中灵活控制制动回路的通断，从而提高变频器的效率。并且，通过在制动回路中增加电压继电器kv，实现制动回路可控，可根据实际需求对制动回路进行通断控制，减少非必要的能量损耗。并且，通过用电压继电器kv实现制动回路控制，可以替换igbt(insulated gate bipolar transistor，绝缘栅双极型晶体管)驱动电路，从而使得制动控制更加简单，成本更低。
39.其中，电压继电器kv的线圈直接连在直流母线上，可以对直流母线电压进行检测，即，检测直流母线电压值。如果直流母线电压值高于第一整定值，即，说明直流母线电压值过高，此时电压继电器kv内部通过衔铁动作控制线圈得电，进而控制辅助触点动作为吸合，以使主制动回路和电压继电器组成的回路导通。其中，主制动回路中至少包括制动电阻。在主制动回路和电压继电器组成的回路导通的情况下，制动电阻开始工作，能够消耗能量，从而实现制动单元辅助变频器吸收能量。或者，如果直流母线电压值低于第二整定值，即，说明直流母线电压值过低，此时电压继电器kv内部通过衔铁动作控制线圈失电，进而控制辅助触点动作为断开，以使主制动回路和电压继电器组成的回路断开，即，制动回路停止工作，不再消耗能量。其中，第一整定值大于第二整定值，第一整定值和第二整定值的具体数值可以根据需要设定，本实施例对此不做限定。
40.作为一种可选的实施方式，所述第一整定值为直流母线电压保护值。
41.在本实施方式中，第一整定值优选设定为直流母线的直流母线电压保护值，如果直流母线电压值超过直流母线电压保护值，则说明此时可能会由于电压过高导致变频器电路损坏，因此，通过将第一整定值设置为直流母线电压保护值，如果直流母线电压值高于直流母线电压保护值，则可以控制制动回路导通，以降低直流母线电压值，从而提高了电路的安全性。
42.作为一种可选的实施方式，所述电压继电器kv的线圈接在所述直流母线上。
43.作为一种可选的实施方式，所述主制动回路为直流接触器km和制动电阻r串联组成的回路。
44.作为一种可选的实施方式，所述制动单元还包括软件控制接口1；其中，
45.所述软件控制接口1，用于向所述直流接触器km输出电平信号；其中，所述电平信号为高电平或者低电平；
46.所述直流接触器km，用于在所述电平信号为高电平时，控制常开辅助触点吸合，以使所述制动回路导通；
47.所述直流接触器km，还用于在所述电平信号为低电平时，控制常开辅助触点断开，以使所述制动回路断开。
48.作为一种可选的实施方式，所述软件控制接口1与所述电压继电器kv的常开辅助触点并联连接，以控制所述主制动回路。
49.在本实施方式中，制动单元可以支持电压继电器kv硬件控制主制动回路，也可以支持软件控制制动回路。这种方式能够增加硬件保护功能，当软件控制失效时可保证制动回路能工作，有脉冲电压时能保证直流母线电压在规定的安全直流母线电压内，能够提高系统的可靠性和安全性。
50.请参阅图2，图2是根据一示例性实施例示出的另一种制动单元的框图，如图2所示，软件控制接口1能够和电压继电器kv的常开辅助触点并联连接，控制主控制回路中的直流接触器km的线圈所在支路的通断。图2所示的回路即为对图1所示的制动回路进行控制的控制回路。其中，软件控制接口1能够和变频器的驱动控制板连接，并接收驱动控制板输出的电平信号。并基于驱动控制板输出的电平信号，向直流接触器km输出相应的电平信号。如果驱动控制板输出给软件控制接口1的电平信号为高电平，则软件控制接口1向直流接触器km输出的电平信号也为高电平。如果驱动控制板输出给软件控制接口1的电平信号为低电平，则软件控制接口1向直流接触器km输出的电平信号也为低电平。对于直流接触器km而言，如果接收到高电平，则直流接触器km的线圈通电，直流接触器km的常开辅助触点吸合，制动回路导通。如果接收到低电平，则直流接触器km的线圈失电，直流接触器km的常开辅助触点断开，制动回路断开。通过图2中的控制回路，能够接收软件程序触发的电平信号，控制制动回路的导通与断开。
51.请参阅图3，图3是根据一示例性实施例示出的一种两象限变频器的框图，包括整流模块ur、滤波电容c、充电控制回路、逆变模块p、负载电机m、上述的制动单元、电压采样板和驱动控制板；其中，所述电压采样板与所述驱动控制板建立连接，所述驱动控制板通过所述软件控制接口1与所述制动单元建立连接；其中，所述充电控制回路为限流电阻r1和直流接触器km1常开触点组成的回路；其中，两象限变频器可以接收三相电源输入rst，经由整流模块ur进行整流。
52.所述电压采样板，用于对直流母线电压值进行采样，得到采样值，并将所述采样值发送给所述驱动控制板；
53.所述驱动控制板，用于在所述采样值高于所述第一整定值时，向所述软件控制接口1输出高电平，以使所述软件控制接口1向所述直流接触器km输出高电平；
54.所述驱动控制板，还用于在所述采样值低于所述第二整定值时，向所述软件控制接口1输出低电平，以使所述软件控制接口1向所述直流接触器km输出低电平。
55.在本实施例中，采样板可以用于对直流母线电压值进行采样，得到采样值，并将采样值发送给驱动控制板。驱动控制板能够将采样值和第一整定值、第二整定值进行比较，以及，驱动控制板还能够获取电压继电器kv采集的直流母线电压值。当电压采样板采集的采
样值高于第一整定值时，驱动控制板均会向软件控制接口1输出高电平。当电压采样板采集的采样值低于第二整定值时，驱动控制板会向软件控制接口1输出低电平。
56.作为一种可选的实施方式，所述驱动控制板上设有驱动控制口3，所述驱动控制口3与所述软件控制接口1通过导线连接。
57.作为一种可选的实施方式，所述两象限变频器还包括负载电动机m；其中，
58.所述制动单元，用于在所述负载电动机m处于制动状态时控制导通；以及，在所述负载电动机m处于正常工作状态时断开。
59.在本实施方式中，由于实际应用中，在负载电动机m处于制动状态下，制动单元才需要进行工作。因此，制动单元可以在负载电动机m处于制动状态时导通工作，以及在负载电动机m处于正常工作状态时断开停止工作。实际运用中只有在负载电动机处于制动状态下，变频器制动回路才需要工作。现有自制变频器制动单元不可控，变频器上电后，无论负载电动机处于什么状态，制动回路一直处于工作状态，产生热耗。而实际上在变频器整个运行过程中，负载电动机处于制动状态的情况只占总工作时间的小部分，导致制动回路大部分时间都在浪费机组能耗，且增加制动电阻热耗及其表面温度。本技术可以实现制动回路可控，可根据实际情况需求控制制动回路的通断减少非必要的能量损耗，提高变频器的效率，并且，只有在负载电动机制动状态时才启动制动回路，制动电阻才工作产热，在正常工作时断开制动回路，制动电阻不再产生热耗，能解决制动电阻温度过高的问题。
60.通过本技术方案，可以在制动单元中设置电压继电器kv，并且，电压继电器kv可以直接连接直流母线，以此检测直流母线电压值，在直流母线电压值升高时，能够控制常开辅助触点吸合，以使制动回路导通正常工作。在直流母线电压值较低时，能够控制常开辅助触点闭合，以使制动回路断开停止工作。通过电压继电器kv，实现硬件电路自检测直流母线电压值，并基于直流母线电压值控制制动回路的通断，提高了制动单元的控制灵活性，能够避免在不必要的时候开启制动单元进行工作，减少了能量损耗，有助于解决制动性能不佳的问题。
61.可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
62.需要说明的是，在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”、“多”的含义是指至少两个。
63.应该理解，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件；当一个元件被称为“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件,此外，这里使用的“连接”可以包括无线连接；使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
64.流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为：表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本技术的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本技术的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
65.应当理解，本技术的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述
实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。
66.本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
67.此外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
68.上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
69.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
70.尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。