[实用新型]可并联大型能量回馈装置节电装置

说明书

技术领域

本实用新型属于电机节能技术领域，特别是与变频器相结合，用于皮带机、离心机、提升机电机等制动电能较大场合的可并联大型能量回馈装置节电装置。

背景技术

能源问题是决定新世纪社会发展的突出问题，如何提高能源的利用率已引起全世界人民的关注。能量回馈型有源逆变器作为和电网的接入口，可以实现直流电和交流电形式的转换，有着广阔的应用前景。电能回馈系统能将变频器中电容的能量逆变成与电网电压同相的电流返回电网。在将机械能重新利用的同时，减少了电机房的发热量。这不仅提高了系统的稳定性，还大大降低了电能的消耗。目前已经有些能量回馈装置出现，但主要是应用于电梯等功率等级45KW以下的场合，而工业场合一般要求功率较大，有的甚至达到400KW以上。但单机实现难度较大，这是因为随着功率等级的提高，电抗器、IGBT需要承受的电流越大，装置的散热和稳定性受到影响，为了解决能量回馈装置容量受限的问题，本发明提出了一种将能量进行并联实现能量回馈扩容的方法以满足回馈功率需求较大的应用场合。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种可并联大型能量回馈装置节电装置。通过将模块化能量回馈装置的并联，实现可并联大型能量回馈的均流运行，从而达到大功率扩容的目的。同时多台并联时，若一台出现故障，其它装置可以照常工作，增加了系统的稳定性。

本实用新型的技术解决方案是：一种可并联大型能量回馈装置节电装置，其特征在于：包括由三相逆变桥、LC三相滤波电路构成的模块，以及控制电路；其中，三相逆变桥直流侧端用于与变频器的直流母线连接，三相逆变桥交流输出侧与LC三相滤波电路中和电容不相连的一侧电抗连接，电抗的另一端用于与三相电网连接；控制电路由直流电压采集电路、三相电网电压采集电路、三相逆变桥输出电流信号采集电路、RS485总线通信电路、DSP处理器组成， DSP处理器输出端分别与三相逆变桥中的控制端连接，将通过控制电路由直流电压采集电路、三相电网电压采集电路、三相逆变桥输出电流信号采集电路采集的三相电网电压以及三相逆变桥输出电流信号，通过计算得到逆变桥输出的有功电能P、无功电能Q以及电网电压相位alpha，有功电能的给定与实际有功电能的反馈进行PI调节，得到逆变桥输出电压与电网相位差delta，将delta与alpha相加就得到逆变桥需要输出的电压相位beta，将0作为无功电能的给定，Q作为实际无功电能的反馈，进行PI调节，得到逆变桥需要输出的电压幅值U。同时DSP通过RS485总线通信电路实现能量回馈装置之间的信号共享。

本实用新型的技术解决方案中所述的模块是由一组三相逆变桥与LC三相滤波电路或者一组以上的三相逆变桥与LC三相滤波电路构成的模块，其中，一组以上的三相逆变桥与LC三相滤波电路构成的模块并联。

本实用新型的技术解决方案中所述的模块是由2至10组三相逆变桥与LC三相滤波电路构成的模块。

当由并联的模块组与控制电路构成的多台装置并联运行时，设置其中一台为主机，其它为从机。主机根据控制电路采集直流母线电压值进行PI控制，得到能量回馈装置输出有功电能的给定同时将该给定通过RS485通信发给从机。从机根据RS485通信数据作为本装置输出有功电能的给定。

控制电路采集三相电网电压以及三相逆变桥输出电流信号，通过计算得到逆变桥输出的有功功率P、无功功率Q以及电网电压相位alpha。

本实用新型中，有功功率P，无功功率Q，电网电压相位alpha计算包括如下步骤：

采样得到三相电网电压Ua、Ub、Uc、能量回馈装置回馈三相电流Ia、Ib、Ic。

有功功率的给定与实际有功功率的反馈进行PI调节，得到逆变桥输出电压与电网相位差delta，将delta与alpha相加就得到逆变桥需要输出的电压相位beta。

将0作为无功电能的给定，Q作为实际无功电能的反馈，进行PI调节，得到逆变器需要输出电压与实际电网电压差值，从而得到逆变桥需要输出的电压幅值。

控制电路根据逆变桥需要输出的电压幅值U和相位beta，计算得到逆变器需要输出的三相电压：

控制电路将需要输出的电压根据实际直流母线电压udc进行调制解调后，发送驱动信号控制能量回馈装置工作。