CN103368206B - 整流回馈电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种整流回馈电路，用于变频调速***，该整流回馈电路包括整流电路及能量回馈电路。整流电路，用于将输入电网的交流电转化为直流电输出至直流母线，直流母线为变频调速***供电;能量回馈电路，用于将直流母线上的多余电能回馈至输入电网。本发明整流回馈电路，将位于整流电路输出侧的直流母线经能量回馈电路与位于整流电路输入侧的输入电网连接起来，使得由直流母线供电的变频调速***在被动运行的情形下生成的再生能量经能量回馈电路反馈至输入电网，从而实现了再生能量的在线回收，既提高了整个***的节能效率，又保证了变频调速***直流供电电压的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及节能控制领域，特别地，涉及一种整流回馈电路。
背景技术
随着科技的发展，交流电机变频调速技术已被广泛应用。如施工升降机领域，由于施工升降机启动时的启动电流大，且在下行过程中存在较大的势能，每次停机时机械冲击大，将变频调速应用于施工升降机后，施工升降机由变频调速器控制逐渐加速至给定速度，运行平稳、机械冲击小，且施工升降机的耗电量由小逐渐变大，无冲击电流。当施工升降机下行时，利用施工升降机自身的势能拖动电动机运行，耗电量小。因此，变频控制的施工升降机与普通的采用交流接触器直接控制电动机驱动的升降机相比，节能效率在40%以上。
一般一台施工升降机有两个吊笼同时延标准节上下运行，两边吊笼有两套独立的电控装置，也就是说在变频施工升降机中有两套独立的变频控制***。目前，对低压变频器来说，其主电路模式几乎是统一的电压型，交--直--交电路，即整流——交流转直流电路，滤波电路，IGBT逆变电路——直流变交流电路的原理来完成电动机的调速，从而驱动变频施工升降机调速运行。在变频施工升降机运行中，施工升降机上行时，变频器向外输出功率，当施工升降机下行时，由于吊笼、吊笼内载重的势能拖动电动机运行，这时电动机处在发电状态，电动机所发的电量通过IGBT的续流二极管整流后叠加在变频器的整流电路上，从而引起变频器直流母线电压升高，习惯上常常把施工升降机下行时电动机所发的这部分电能叫再生能量。如果电动机发出的这部分再生能量不被消耗掉，会引起变频器直流母线侧电压的升高，从而影响变频器的正常运行。现有的通用的变频器再生能量处理方式为能耗制动，即当再生能量引起变频器母线电压升高到某一值时，制动单元控制再生能量以热能方式通过制动电阻来消耗。因此，变频器的再生能量就被白白浪费掉了，而且由于制动电阻在消耗这部分再生能量时会产生大量热量，严重影响施工升降机和变频器的运行环境。
发明内容
本发明目的在于提供一种整流回馈电路，以解决现有的变频调速***再生能量难以回收利用的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种整流回馈电路，用于变频调速***，该整流回馈电路包括整流电路及能量回馈电路;
整流电路，用于将输入电网的交流电转化为直流电输出至直流母线，直流母线为变频调速***供电;
能量回馈电路，用于将直流母线上的多余电能回馈至输入电网。
进一步地，能量回馈电路包括电压检测模块、处理器、驱动模块及逆变模块;
电压检测模块，用于检测直流母线上的直流电压并将检测直流电压的检测信号输出至处理器;
处理器，用于根据检测信号控制驱动模块工作;
逆变模块，与直流母线连接，用于根据驱动模块的驱动信号将直流母线上的再生能量逆变成交流电输出至输入电网。
进一步地，逆变模块为由IGBT组成的逆变器。
进一步地，处理器为DSP处理器。
进一步地，整流电路为二极管整流桥、可控硅整流桥或者由IGBT组成的四象限变流器。
进一步地，直流母线经供电电缆并联连接有多个变频调速器。
进一步地，供电电缆上设有过流检测模块及开关单元，开关单元的控制端与过流检测模块的输出端连接，开关单元根据过流检测模块的输出信号导通或者断开供电电缆。
进一步地，过流检测模块为电流互感器、分流器或者霍尔元件。
进一步地，开关单元为继电器或者接触器。
进一步地，能量回馈电路还设有故障输出继电器，故障输出继电器与开关单元的控制端连接，以控制开关单元的导通或者断开。
本发明具有以下有益效果：
本发明整流回馈电路，将位于整流电路输出侧的直流母线经能量回馈电路与位于整流电路输入侧的输入电网连接起来，使得由直流母线供电的变频调速***在被动运行的情形下生成的再生能量经能量回馈电路反馈至输入电网，从而实现了再生能量的在线回收，既提高了整个***的节能效率，又保证了变频调速***直流供电电压的稳定性。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1是本发明优选实施例整流回馈电路的电路结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
参照图1，本发明的优选实施例提供了一种整流回馈电路，用于变频调速***，该整流回馈电路包括整流电路10及能量回馈电路20。其中，整流电路10，用于将输入电网30的交流电转化为直流电输出至直流母线40，直流母线40为变频调速***提供直流电;能量回馈电路20，用于将直流母线40上的多余电能回馈至输入电网30。由于变频调速***在被动运行的情形下会产生再生能量，从而导致直流母线40侧的电压升高，影响变频调速***的正常运行，本发明实施例通过将位于整流电路10输出侧的直流母线40经能量回馈电路20与位于整流电路10输入侧的输入电网30连接起来，使得由直流母线40供电的变频调速***在被动运行的情形下生成的再生能量经能量回馈电路20反馈至输入电网30，从而实现了再生能量的在线回收，既提高了整个***的节能效率，又保证了变频调速***直流供电电压的稳定性。
在本实施例中，能量回馈电路20包括电压检测模块21、处理器22、驱动模块23及逆变模块24。其中，电压检测模块21，用于检测直流母线40上的直流电压并将检测信号输出至处理器22;处理器22，用于根据该检测信号控制驱动模块23工作，具体来说，该检测信号为直流电压的幅值，处理器根据直流电压的幅值来控制驱动模块23工作;逆变模块24，与直流母线40连接，用于根据驱动模块23的驱动信号将直流母线40上的再生能量逆变成交流电输出至输入电网30。
能量回馈电路20的工作原理如下:当直流母线40侧形成再生能量时，直流母线40上的直流电压升高，电压检测模块21检测到直流母线40的电压升高到一定值后，处理器22控制驱动模块23驱动逆变模块24工作，逆变模块24将直流母线40上的再生能量逆变成交流电回馈至输入电网30;当直流母线40上的电压降低到一定值，处理器22自动控制驱动模块23停止驱动逆变模块24工作。本实施例中，逆变模块24为由IGBT组成的逆变器，处理器22通过检测输入电网30的三相输入电源的波形，控制逆变模块24逆变输出与输入电网30同频同相的交流电;处理器22优选为DSP处理器。优选地，处理器22还根据检测能量回馈电路20的回馈电流，控制能量回馈电路20在过流时通过故障输出继电器断开变频调速电路的直流供电，从而保证变频调速电路和能量回馈电路20的安全。
在本实施例中，整流电路10为二极管整流桥、可控硅整流桥或者由IGBT组成的四象限变流器。当整流电路10为二极管整流桥或者可控硅整流桥时，直流母线40上的再生能量经能量回馈电路20回馈至输入电网30上;当整流电路10选用由IGBT组成的四象限变流器，直流母线40上的再生能量由四象限变流器直接反馈给输入电网30。
优选地，直流母线40经供电电缆41并联连接有两个以上变频调速器，且供电电缆41上设有过流检测模块及开关单元，开关单元的控制端与过流检测模块的输出端连接，开关单元根据过流检测模块的输出信号导通或者断开供电电缆41。这样，既实现了多个变频调速器共用直流母线40输出的直流电源，又实现了多个变频调速器形成的再生能量经共用的能量回馈电路20回馈至输入电网30;且通过分别控制与变频调速器相连的供电电缆41的通断，避免了各个变频调速器之间的互相干扰。其中，过流检测模块用于检测供电电缆41是否过流，当供电电缆41过流时，过流检测模块输出触发信号给开关单元以断开供电电缆41，实现对变频调速器的保护;且通过单独控制，保证了各变频调速器出现故障时互不影响。本实施例中，过流检测模块可选用电流互感器、分流器或者霍尔元件;开关单元可选用继电器或者接触器。
优选地，能量回馈电路20设有故障输出继电器，故障输出继电器与开关单元的控制端连接，当能量回馈电路20存在过流、过压等故障状况时，故障输出继电器输出开关信号以控制开关单元断开供电电缆41，从而保证能量回馈电路20在故障状况下，变频调速器停止工作。
在本实施例中，参照图1，直流母线40经两组供电电缆41并联连接有变频调速器F1、F2。与变频调速器F1相连的供电电缆41上设有电流检测模块Hl及接触器Kl，当电流检测模块Hl检测到该供电电缆41过流时，控制接触器Kl断开变频调速器Fl的供电电路;与变频调速器F2相连的供电电缆41上设有电流检测模块H2及接触器K2，当电流检测模块H2检测到该供电电缆41过流时，控制接触器K2断开变频调速器F2的供电电路。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种整流回馈电路，用于变频调速***，其特征在于，包括整流电路（10）及能量回馈电路（20）；
所述整流电路（10），用于将输入电网（30）的交流电转化为直流电输出至直流母线（40），所述直流母线（40）为变频调速***供电；
所述直流母线（40）经供电电缆（41）并联连接有多个变频调速器；
所述供电电缆（41）上设有过流检测模块及开关单元，所述开关单元的控制端与所述过流检测模块的输出端连接，所述开关单元根据所述过流检测模块的输出信号导通或者断开所述供电电缆（41）；
所述能量回馈电路（20），用于将所述直流母线（40）上的多余电能回馈至所述输入电网（30），所述能量回馈电路（20）还设有故障输出继电器，所述故障输出继电器与所述开关单元的控制端连接，以控制所述开关单元的导通或者断开。
2.根据权利要求1所述的整流回馈电路，其特征在于，
所述能量回馈电路（20）包括电压检测模块（21）、处理器（22）、驱动模块（23）及逆变模块（24）；
所述电压检测模块（21），用于检测所述直流母线（40）上的直流电压并将检测所述直流电压的检测信号输出至所述处理器（22）；
所述处理器（22），用于根据所述检测信号控制所述驱动模块（23）工作；
所述逆变模块（24），与所述直流母线（40）连接，用于根据所述驱动模块（23）的驱动信号将所述直流母线（40）上的再生能量逆变成交流电输出至所述输入电网（30）。
3.根据权利要求2所述的整流回馈电路，其特征在于，
所述逆变模块（24）为由IGBT组成的逆变器。
4.根据权利要求2所述的整流回馈电路，其特征在于，
所述处理器（22）为DSP处理器。
5.根据权利要求1所述的整流回馈电路，其特征在于，
所述整流电路（10）为二极管整流桥、可控硅整流桥或者由IGBT组成的四象限变流器。
6.根据权利要求1所述的整流回馈电路，其特征在于，
所述过流检测模块为电流互感器、分流器或者霍尔元件。
7.根据权利要求1所述的整流回馈电路，其特征在于，
所述开关单元为继电器或者接触器。
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