[发明专利]一种PWM变流电路及包含该电路的变频器

说明书

本发明公开一种PWM变流电路及含有该电路的变频器，该电路包括交流电输入端和直流电输出端；电连接在交流电输入端和直流电输出端之间的PWM变流电路。本发明装置用于电力系统发生电压暂降时的变频器欠压保护停机治理，使之具备低电压穿越能力，同时在电网电压正常时，可提供无功功率补偿及谐波抑制功能，消除变频器对电网的污染。

技术领域

本发明涉及变频器低电压停机保护及变频器电能质量治理电路。更具体地，涉及一种PWM变流电路以及包含该电路的变频器。

背景技术

变频器以其优良的调速性能和显著的节能效果，在工业生产中得到大量应用。但是由于电网不可避免的出现电压暂降等现象，导致变频器在使用中经常发生停机保护问题，进而引起所驱动的电机停止运行。随着工业化程度的不断提高，生产过程往往是自动化连续性生产，各个工艺流程紧密配合，相互协调，只要其中一台设备出现保护停机，就会引起生产工艺过程的紊乱，甚至导致整条生产线非计划停机，给企业造成很大的经济损失，严重的会导致人身伤亡和环境污染事故。因此，如何使变频器在电压暂降发生时仍能正常工作成为一项亟待解决的重要问题。

现有解决变频器低电压停机保护问题往往通过加装设备实现，如加装不间断电源UPS(Uninterruptible Power Supply)、动态电压恢复器DVR(Dynamic VoltageRestorer)、固态切换开关SSTS(Solid State Transfer Switch)、DC-BANK等，但这些方案均存在一定的弊端。

不间断电源UPS：UPS是能够提供持续、稳定、不间断的电源供应的重要外部设备。其结构较复杂，但性能完善，其显著特点是能够持续零中断地输出纯净正弦波交流电，能够解决尖峰、浪涌、频率漂移等电源问题。但变频器前加装UPS时，所需容量较大，投资成本高，同时UPS自身的转换效率低，且使用电池，可靠性存在一定的风险，极少数厂家使用这种方式。

动态电压恢复器DVR：DVR装置通过串联在敏感负荷和系统之间，迅速地补偿了电网中的电压暂降、震荡等故障，提高了用户端的电能质量，是保证敏感工业设备不受电压暂降影响的有效办法。DVR相对UPS有经济上面的优势，可以节约生产成本，但是也有致命的弱点，即补偿时间超过几秒以上则无法继续补偿，而且当电网电压低于额定50％以下，或者完全中断时，DVR就无法使用了。

固态切换开关SSTS：固态切换开关SSTS基于先进的半导体开关技术，能够实现双电源之间快速切换，切换时间控制在20ms以内。但SSTS方案有效的前提是两路供电电源相互独立，即其中一路电源故障时，另外一路电源必须正 常，在实际系统中，完全具备双路独立电源的场合很少，因此，该方案的使用受到限制。

DC-BANK：DC-BANK采用对变频器直流母线进行电压支撑的方法，储能器件采用蓄电池，当电压暂降时，蓄电池释放能量进行电压支撑，从而避免变频器保护停机。该方案有效的前提是蓄电池性能可靠，但在实际应用中，蓄电池往往得不到有效维护，在出现电压暂降时才发现蓄电池实际性能远远达不到设计要求，甚至会出现蓄电池爆炸等事故。蓄电池作为唯一的一道生命线，却无法在关键时刻发挥“保命”作用。另外蓄电池寿命短，平均寿命一般只有2-3年，更换维护成本高，同时占用体积较大。如果采用超级电容器等其它储能材料时，成本会更高。

针对现有技术中存在的上述问题，特提出本发明。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种PWM变流电路。

本发明的另一个目的在于提供一种含有所述PWM变流电路的变频器。

本发明的第三个目的在于提供一种含有所述变频器的设备。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种PWM变流电路，所述电路包括：

交流电输入端和直流电输出端；