CN209593273U - 一种用于变频器的抗晃电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于变频器的抗晃电装置，所述抗晃电装置包括DCC直流缓冲***，所述DCC直流缓冲***包括并联接入在电网三相输入电压节点上的充电模块；所述充电模块通过储能模块与全控电流通路模块连接，所述全控电流通路模块包括多个并联的直流阀组，每个直流阀组与其相对应的变频器的直流供电端子连接；所述DCC直流缓冲***还包括MCU控制模块，MCU控制模块用于持续对电网的三相输入电压进行监控，当监控到电网的三相输入电压异常时，控制全控电流通路模块打开直流阀组，储能模块通过直流阀组向直流阀组相对应的变频器供电，用于维持变频器至少5s的正常运行时间。本实用新型能够有效提升变频器对电网晃电的防护能力。

Description

一种用于变频器的抗晃电装置

技术领域

本实用新型属于抗晃电技术领域，尤其涉及一种用于变频器的抗晃电装置。

背景技术

随着生产工艺的复杂度越来越高，大量的变频调速装置被用于生产***中，而且很多流水生产线、关键生产工艺段工况下应用变频器时，均需要变频器能够高可靠地连续运行。然而近年来由于不可抗拒的原因所引起的电网电压晃电问题对关键工艺段变频器设备的连续高可靠地运行造成巨大影响，一旦停机引起的停产损失巨大，所以研究变频器的抗晃电设备、在电网晃电条件下保障其正常连续运行意义重大。

目前变频器均为单独运行方式，一般直流部分设计有一定容量的直流储能电容器组，这些直流电容器一方面用来抑制整流后产生的馒头状脉动波头，另外一方面用于直流储能，提供后级逆变器的恒定直流能量，所以变频器具有一定的抗电网晃电能力。但是由于直流储能电容器容量有限，一般变频器仅能够负担40mS以内的电网晃电(或中断)，而对于电网***经常出现的大于40mS小于5s的电网晃电情况，变频器会因为直流电容器能量不足而欠压保护停机。从目前相关权威部门的统计数据可以看到，电网晃电的时序时间多集中在50mS-5s，所以变频器对电网晃电的防护能力需要借助其他技术进行提升。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种用于变频器的抗晃电装置，使得变频器能够负担较长时间的电网晃电现象，有效提升变频器对电网晃电的防护能力。

为了达到上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：

一种用于变频器的抗晃电装置，包括并联在电网三相输入电压节点与变频器之间的DCC 直流缓冲***，所述DCC直流缓冲***包括并联在电网三相输入电压节点上的充电模块；所述充电模块通过储能模块与全控电流通路模块连接，所述全控电流通路模块包括多个相并联的直流阀组，每个直流阀组与一个变频器的直流供电端子相连接；

所述DCC直流缓冲***还包括持续对电网的三相输入电压进行监控的MCU控制模块，所述MCU控制模块分别与充电模块和全控电流通路模块相连接，当MCU控制模块监控到电网的三相输入电压异常时，向全控电流通路模块发出控制信号；所述全控电流通路模块接收到控制信号后打开直流阀组，储能模块通过直流阀组向变频器供电，以维持变频器至少5s的正常运行时间。

进一步地，所述MCU控制模块采用ARM控制芯片，其监控到电网的三相输入电压低于正常市电的80％并持续20mS以上时为电压异常。

进一步地，所述储能模块为直流电容器组。

进一步地，所述直流电容器组为电容器采用两串十并的连接方式组成的直流电容器组。

进一步地，所述电容器采用型号为4700μF/450的电容器。

进一步地，所述充电模块采用型号为EVR430-15000B的充电模块。

进一步地，所述直流阀组采用IGBT模块。

进一步地，所述MCU控制模块还外接有用于参数的设置和显示的触摸屏显示单元HMI。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型首先通过充电模块和储能模块，在电网电压正常时，输入市电Vin通过充电模块向储能模块充电，达到储能的目的；接着通过多个并联的直流阀组的设置，并且将每个直流阀组与其相对应的变频器的直流供电端子连接(其中每个直流阀组在电压正常时处于关闭状态)，便于电压异常时MCU控制模块控制直流阀组打开，储能模块通过直流阀组为其相对应的变频器进行直流供电，可以有效提升变频器对电网晃电的防护能力；最后通过MCU控制模块对三相输入电压进行持续监测和判断，当监测到三相输入电压异常(即低于正常市电的80％超过一个周期(20mS))后，MCU控制模块向全控电流通路模块发出控制信号，全控电流通路模块接收到控制信号后打开直流阀组，储能模块通过直流阀组向直流阀组相对应的变频器供电，用于维持变频器至少5s的正常运行时间；反之，当监测到三相输入电压正常时，MCU控制模块控制全控电流通路模块关闭直流阀组，储能模块继续储能。

本实用新型所述抗晃电装置使得变频器能够负担较长时间的电网晃电现象，有效提升变频器对电网晃电的防护能力。

附图说明

图1为一种用于变频器的抗晃电装置的电路连接图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步阐述。

实施例1

参考图1，一种用于变频器的抗晃电装置，包括并联在电网三相输入电压节点与变频器之间的DCC直流缓冲***；所述DCC直流缓冲***包括并联在电网三相输入电压节点上的充电模块R1；所述充电模块R1通过储能模块与全控电流通路模块连接，所述全控电流通路模块包括多个相并联的直流阀组，每个直流阀组与一个变频器的直流供电端子连接；

所述DCC直流缓冲***还包括MCU控制模块，所述MCU控制模块分别与充电模块R1和全控电流通路模块连接，并用于持续对电网的三相输入电压进行监控，当监控到电网的三相输入电压异常时，向全控电流通路模块发出控制信号；所述全控电流通路模块接收到控制信号后打开直流阀组，储能模块通过直流阀组向直流阀组相对应的变频器供电，用于维持变频器至少5s的正常运行时间。

需要说明的是，参考图1，本实用新型首先通过充电模块R1和储能模块，在电网电压正常时，输入市电Vin通过充电模块R1向储能模块充电，达到储能的目的；接着通过多个并联的直流阀组的设置，并且将每个直流阀组与其相对应的变频器的直流供电端子连接，便于电压异常时储能模块通过直流阀组为其相对应的变频器进行直流供电，可以有效提升变频器对电网晃电的防护能力；最后通过MCU控制模块对三相输入电压进行持续监测和判断，当监测到三相输入电压异常(即低于正常市电的80％超过一个周期(20mS))后，MCU控制模块向全控电流通路模块发出控制信号，全控电流通路模块接收到控制信号后打开直流阀组，储能模块通过直流阀组向直流阀组相对应的变频器供电，用于维持变频器至少5s的正常运行时间；反之，当监测到三相输入电压正常时，MCU控制模块控制全控电流通路模块关闭直流阀组，储能模块继续储能。

本实用新型所述抗晃电装置使得变频器能够负担较长时间的电网晃电现象，有效提升变频器对电网晃电的防护能力。

进一步地，所述电网的三相输入电压异常指MCU控制模块监控到电压低于正常市电的 80％并持续20mS以上。

进一步地，参考图1，所述MCU控制模块采用ARM控制芯片，ARM控制芯片优选型号为STM32F427I的ARM控制芯片。

进一步地，参考图1，所述储能模块采用直流电容器组C1。

进一步地，参考图1，所述直流电容器组C1包括二十只电容器采用两串十并的连接方式组成的直流电容器组，所述电容器优选型号为4700μF/450的电容器。

进一步地，所述充电模块R1采用型号为EVR430-15000B的充电模块。

进一步地，参考图1，所述直流阀组采用IGBT模块，所述IGBT模块优选型号为FF150R12KT4的IGBT模块。

参考图1，正常用电状况下，三相输入电压Vin通过正常的供电通路向变频器VFD1、VFD2...VFDn供电，图1虚框中为抗晃电设备DCC直流缓冲***的原理图，此时输入市电Vin通过充电模块R1向直流电容器组C1充电，达到储能的目的，而DCC直流缓冲***直流输出通过直流阀组D1、D2...Dn连接与与直流阀组相对于的变频器VFD1、VFD2...VFDn的直流供电端子连接。正常用电状况下，MCU控制模块持续监控电网电压，一旦出现市电电压异常情况(一般电压低于正常市电的80％并持续20mS以上则认为市电异常)，MCU控制模块在5mS 内发出控制信号打开直流阀组D1、D2...Dn,由直流储能电容器组C1通过直流阀组向后端与直流阀组对应的变频器VFD1、VFD2...VFDn供电，来抑制电网晃电对变频器的影响。当MCU 控制模块监控到电网电压正常时，控制器MCU1发出控制信号关闭直流阀D1、D2...Dn，使得DCC直流缓冲***回复到充电状态，并且持续对电网电压进行监控。

需要说明的是，常规工况下设计DCC直流缓冲***的直流储能电容器组能够支撑后端变频器持续5秒的正常运行，特殊工况下可以通过加大直流储能电容器组的直流储能容量，保障变频器运行10分钟或者更长时间。直流储能元件一般选择寿命较长的薄膜电容，如果需要的持续时间较长，则更换为电解电容或者蓄电池组。

实施例2

在实施例1的基础上，为了便于参数的显示和设置，所述MCU控制模块还外接有用于参数的设置和显示的触摸屏显示单元HMI，触摸屏显示单元HMI优选型号为DOP-B07S411的触摸屏，除了进行成套装置三相输入电压、运行电流、各个阀组状态的显示外，还可以设置装置的运行参数和保护阈值等。

本实用新型所述抗晃电装置使得变频器能够负担较长时间的电网晃电现象，有效提升变频器对电网晃电的防护能力。

以上是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于变频器的抗晃电装置，其特征在于：包括并联在电网三相输入电压节点与变频器之间的DCC直流缓冲***；所述DCC直流缓冲***包括并联在电网三相输入电压节点上的充电模块；所述充电模块通过储能模块与全控电流通路模块连接，所述全控电流通路模块包括多个相并联的直流阀组，每个直流阀组与一个变频器的直流供电端子相连接；

所述DCC直流缓冲***还包括持续对电网的三相输入电压进行监控的MCU控制模块，所述MCU控制模块分别与充电模块和全控电流通路模块相连接，当MCU控制模块监控到电网的三相输入电压异常时，向全控电流通路模块发出控制信号；所述全控电流通路模块接收到控制信号后打开直流阀组，储能模块通过直流阀组向变频器供电，以维持变频器至少5s的正常运行时间。

2.根据权利要求1所述的一种用于变频器的抗晃电装置，其特征在于：所述MCU控制模块采用ARM控制芯片，其监控到电网的三相输入电压低于正常市电的80％并持续20mS以上时为电压异常。

3.根据权利要求1所述的一种用于变频器的抗晃电装置，其特征在于：所述储能模块为直流电容器组。

4.根据权利要求3所述的一种用于变频器的抗晃电装置，其特征在于：所述直流电容器组为电容器采用两串十并的连接方式组成的直流电容器组。

5.根据权利要求4所述的一种用于变频器的抗晃电装置，其特征在于：所述电容器采用型号为4700μF/450的电容器。

6.根据权利要求1所述的一种用于变频器的抗晃电装置，其特征在于：所述充电模块采用型号为EVR430-15000B的充电模块。

7.根据权利要求1所述的一种用于变频器的抗晃电装置，其特征在于：所述直流阀组采用IGBT模块。

8.根据权利要求1所述的一种用于变频器的抗晃电装置，其特征在于：所述MCU控制模块还外接有用于参数的设置和显示的触摸屏显示单元HMI。