[实用新型]电源瞬停时维持变频器连续运行的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电压型通用变频器的应用技术，尤其是指一种电源瞬停时维持变频器连续运行的装置。

背景技术

电压型通用变频器以其优越的调速性能和显著的节能效果已被各行各业愈来愈广泛地应用，在各种容量的调速传动系统中电压型通用变频器已经成为公认的首选技术装置。

如：在电力行业，当前国内新建的燃煤电厂大容量发电机组，锅炉制粉系统的给煤机(或给粉机)，大都采用电压型通用变频器进行调速驱动。它不但提高了给煤机(或给粉机)的调速性能和计量精度，且与原来滑差调速控制相比还具有明显的节能效果。

目前国内外各制造商生产的电压型通用变频器都设有“电压异常波动”保护功能，即当变频器的交流电源发生电压暂时中断或电压暂时变化、瞬时变化时，变频器将动作跳闸(TRIP)，保护本变频器元器件免遭损坏，且输出“报警”信号。目前，虽然某些品牌的电压型通用变频器具有“电源瞬停再启动”功能，但是，当发生变频器电源瞬停时，即使电压恢复到额定电压的85％后再自动重启动(其条件是在跳闸期间，“运转”指令和“速度”指令必须连续保持“ON”状态)，对用于电力、化工、半导体、仪表、医药、纺织、食品等行业中某些连续生产工艺不能瞬停或突然失速的精密生产线上的变频器调速驱动，因变频器的跳闸、停止、电压恢复、自动重启动、再恢复到跳闸前的速度这一瞬间的过程，可能已经造成了连续生产工艺线的停止或产品质量的不合格，经济效益受到损失。

如在电力行业，新建或已建的大容量、高性能的燃煤发电机组中，为了提升发电机组在发生某些故障后能快速恢复向电网供电的能力，设置了“机组快速切回(FCB)”的功能。其作用是当发电机组发生某些故障时，能避免锅炉熄火停炉，对锅炉各子系统设备可避免一次因紧急停炉造成巨大的设备冲击损耗，而延长锅炉系统设备的使用寿命。且当故障解除后，具有快速恢复向电网正常供电的能力，提升发电机组的供电品质，还可获得显著的节水、节电、节约燃料和供电效益。

当燃煤电厂锅炉制粉系统的给煤机(或给粉机)采用电压型通用变频器驱动后，变频器的电源因6KV厂用电瞬时停电切换或其他各种原因发生电压瞬时变化大于设计允许值时，变频器内部自身的保护功能将动作跳闸，即使有些品牌的变频器可以设置“电源瞬停再启动”功能，也因所有运行中的给煤机变频器已同时跳闸而触发了发电机组的“锅炉主燃料断(MFT)”保护功能动作，使得“机组快速切回(FCB)”功能不能实现，导致发电机组锅炉熄火停炉。因此，现有技术中由于机组运行中抗电源波动干扰的能力不完善，造成发电机组运行品质的缺损，

目前市场上大部分的电压型通用变频器的电源电压波动允许值的标准是标定额定电压的±15％。可持续时间约40ms。即：当变频器的电源电压低于额定电压的85％时，其内部直流环节上的电压将快速降到“低电压”保护值而动作跳闸，并向外部接口发出“跳闸”和“停止”报警信号。或当变频器的电源电压高于额定电压的115％时，其内部直流环节上的电压将升到“过电压”保护值而跳闸，并向外部接口发出“跳闸”和“停止”报警信号。

现有技术针对上述问题而采取的改进技术：

1.电压型通用变频器的电源采用直流电源供电。

将电压型通用变频器供电电源具备交、直流两用的配置。对于重要敏感的驱动设备采用直流电源供电，以避免因交流电源发生瞬时停电或电压短期变化引起变频器跳闸。它的缺点是用户因此需要配置性能可靠、大容量、高电压(540V左右)的专用蓄电池组和充、放电装置，从而使整个装置造价高，维护工作多，运行损耗大，设备占地空间很大。

2.电压型通用变频器的电源采用UPS电源供电。

对于驱动重要敏感设备的小容量电压型通用变频器，通过UPS来供电，可以避免因交流电源发生瞬时停电或电压短期变化引起变频器跳闸。它的短处是UPS电源无论采取一对一配置，还是集中配置，价格高，维护工作多，运行损耗大，设备体积也大。

3.对于接有电压型通用变频器等类似重要敏感设备的电源，配置动态电压补偿装置(DVR)。

将动态电压补偿装置串接在电源和电压型通用变频器之间，装置中的电压监测单元一旦检测到电压凹陷，即触发控制内部逆变器，将装置内直流电压逆变成相应幅值和相位的交流电压叠加到电压凹陷的线路上，整个过程约2ms，使电压型通用变频器不受电压凹陷的影响。它的短处是动态电压补偿装置是有源的，需要从其他电源系统另接一路电源，价格高，运行损耗大，设备体积也大。