[发明专利]具有低电压穿越能力的变频器动态电压补偿装置

说明书

技术领域

本发明属于电源与变频器技术领域，具体涉及一种具有低电压穿越能力的变频器动态电压补偿装置，适用于各种包括变频器在内的各种可连接直流电源的负载单元。

背景技术

变频器作为一种高精度的自动控制装置，目前已广泛应用于工业系统，在许多重要的旋转负载场合，如在发电厂中，都大量采用变频器拖动电机调速的控制方式。对于重要负荷而言，因电网扰动或短时故障引起的变频器停机所造成的结果是极其严重的，总结目前实际运行中出现的故障类型，多数情况下变频器停机的主要原因是电网电压跌落。

针对上述情况分析其原因，变频器一般采用交流电源输入，经内部整流后转换为直流电源，对此直流电源进行逆变以实现对电机的控制。变频器进行内部逆变时，内部直流母线电压需维持在一定范围内，过低的直流母线电压无法保证逆变的正常运行从而会内部触发欠压保护。当电网电压发生故障电压幅值跌落时，对于变频器而言，导致的直接后果是内部直流母线电压降低，当直流母线电压低于欠压保护值时，将触发变频器保护，造成变频器停机，从而导致负荷停机，对生产造成严重影响。针对上述情况，需要寻求一种新型的变频器装置，能够跨越系统低电压跌落过程，保证负载的持续、可靠运行。

为解决以上问题，当前有通过为变频器增加UPS动力电源或在变频器直流线处增加直流蓄电池支撑的方法，来解决低电压停机问题，但在上述方案中均引入了蓄电池，蓄电池对温度和运行环境要求高、需定期进行全充、全放操作、电池造价高等问题，制约了这两种方案的广泛推广。

发明内容

为克服现有技术中存在的以上问题，本发明提出了一种具有低电压穿越能力的变频器动态电压补偿装置，用于解决电网交流电源电压发生电压跌落时，变频器停机、触发保护或工作状态异常等情况。变频器动态电压补偿装置可以在系统电压跌落时，为变频器拖动系统提供稳定的动力电源和控制电源，维持拖动系统的连续、可靠、平稳运行。

本发明的具体方案如下：

一种具有低电压穿越能力的变频器动态电压补偿装置，该变频器动态电压补偿装置串接于电网三相交流电源与变频器之间，所述变频器动态电压补偿装置包括动态调压电路和整流电路，其特征在于：

所述动态调压电路由结构相同的三相动态调压电路组成，所述三相动态调压电路分别由隔离变压器、单相全波整流电路、直流母线支撑电容、单相全桥逆变电路、输出LC滤波电路组成，其中隔离变压器的副边绕组连接至单相全波整流电路的交流输入侧，所述单相全波整流电路的直流输出侧并联直流母线支撑电容后连接至所述单相全桥逆变电路的输入侧，所述单相全桥逆变电路的输出侧一端联接至所述输出LC滤波电路的电感，单相全桥逆变电路输出侧的另一端联接至所述输出LC滤波电路中的电容，所述输出LC滤波电路中电感与输出LC滤波电路中的电容串联；

所述三相动态调压电路中的隔离变压器原边绕组两端分别连接至电网三相交流电源对应的相线与零线，三相动态调压电路中的输出LC滤波电路中的电容则分别串接在三相交流电源对应的相线路中；

所述整流电路由三相不控整流桥与整流电路直流母线支撑电容构成，所述三相交流电源各相线路分别串接各相动态调压电路中输出LC滤波电路的电容后连接至所述三相不控整流桥的输入端，三相不控整流桥的输出端两极之间连接整流电路直流母线支撑电容。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述具有低电压穿越能力的变频器动态电压补偿装置应用于工业变频器拖动场合时，当电网电压发生跌落时，可动态调节补偿装置的输出电压，通过对电网电压的补偿，从而使得变频器的直流母线电压在变频器的正常工作范围内，从而保证在电网电压跌落的整个过程中，变频器不因触发直流欠压保护停机，变频器所带负荷正常工作；当电网电压正常时，变频器动态电压补偿装置处于待机工作模式，不影响变频器运行。

附图说明

图1为具有低电压穿越能力的变频器动态电压补偿装置拓扑结构示意图；

图2为电网电压监控模块子程序流程图；

图3为动态调压电路自动控制模块主程序流程图；

图4为集成自检系统程序流程图。

具体实施方式

下面根据说明书附图并结合具体实施例对本发明的技术方案进一步详细表述。

如图1所示为本发明的具有低电压穿越能力的变频器动态电压补偿装置的结构示意图。

实施例1：变频器动态电压补偿装置由两部分组成：动态调压电路1，由三相动态调压电路组成；整流电路2，三相不控整流电路与直流母线支撑电容组成；