一种具有冗余功能的双变频器并联驱动拓扑结构制造技术

本实用新型专利技术为一种具有冗余功能的双变频器并联驱动拓扑结构，所述的具有冗余功能的双变频器并联驱动拓扑结构包括2台并联连接的变频器及分别对应设置的输入进线开关、输出电抗器和输出开关，还包括多台电机及对应设置的旁路开关和电机切换开关，多台电机中有1台调速电机由变频器驱动调速运行，其余为定速电机由变频器软起动后由电网直接驱动运行。2台变频器既可以并联运行，也可以单机运行，变频器并联驱动所有定速电机软起动完成后，其中1台变频器用于驱动调速电机运行，另外1台变频器用作备机，当运行的变频器故障后，备机变频器可继续驱动调速电机运行，实现变频器的整机冗余功能，提高系统的可靠性。提高系统的可靠性。提高系统的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种具有冗余功能的双变频器并联驱动拓扑结构


[0001]本技术涉及一种变频器拓扑结构，特别是涉及一种具有冗余功能的双变频器并联驱动拓扑结构，应用于电机变频软起动及变频调速驱动领域。

技术介绍

[0002]在某些大型的连续生产工艺中，通常会涉及到多台大功率电机同时进行驱动的工况，如化工行业的PDH工艺（丙烷脱氢制丙烯），需要热泵、产品气压缩机等同时工作，这些泵以及压缩机均采用电机驱动，电机功率均很大，一般在10MW~50MW之间。为了提高系统的可靠性，多台电机一般采用通过1台大功率的变频器依次软起动后再由电网直接驱动。然而，电机在由电网直接驱动后，电机即开始转速恒定运行，不能实现通过变频器驱动来进行调速运行达到的电机节能效果，所以就存在系统运行效率低的问题。尤其是大功率负载运行时，使用变频器驱动调节可以节省的电能对企业的运行成本具有不可忽略影响，能耗问题就尤为突出。如果整个生产工艺中直接采用变频器驱动调速运行，则又存在变频器元器件数量多，运行可靠性较低的问题，一旦由于变频器故障而导致整个生产工艺中断，对企业造成的经济损失也非常大。因此，针对这类应用场合，如何能在不大幅增加成本的前提下，既能实现电机调速运行的节能效果又可以保证整个系统运行的可靠性具有重要的意义。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于克服现有技术中存在的问题，公开一种具有冗余功能的双变频器并联驱动拓扑结构，不仅能实现电机调速运行的节能效果，而且能保证整个大型连续生产工艺中变频驱动系统运行的可靠性。
[0004]本技术是这样实现的：一种具有冗余功能的双变频器并联驱动拓扑结构，其特征在于：所述的双变频器并联驱动拓扑结构包括2台并联连接的第一变频器VFD1#和第二变频器VFD2#，两变频器的输入端对应分别通过第一输入进线开关KL1连接至第一段母线、通过第二输入进线开关KL2连接至第二段母线，两变频器输出端分别对应顺序连接有输出第一电抗器L1、第一输出开关KD1的一端及第二电抗器L2、第二输出开关KD2的一端，所述第一输出开关KD1的另一端与所述第二输出开关KD2的另一端并联连接在一起，所述的双变频器并联驱动拓扑结构还包括n台定速电机MA和1台调速电机MB，n为大于等于1的整数，所述定速电机MA由变频器软起动后由电网直接驱动运行，所述调速电机MB由变频器驱动调速运行，其中所述n台定速电机MA中有m台电机与第一段母线连接，n
‑
m台电机与第二段母线连接，m为大于等于0且小于等于n的整数，所述调速电机与第二段母线连接，每台定速电机与母线之间的连接线路上分别设有相应的旁路开关，每台电机还分别连接至所述第一输出开关KD1与所述第二输出开关KD2两并联端之间的线路上，并分别设有相应的电机切换开关。所述的n台定速电机MA中，至少有1台电机的功率大于2台所述变频器中单机功率大的一台，所述的1台调速电机MB的功率小于或等于2台所述变频器中单机功率小的一台。2台所述变频器及输入进线开关、输出开关、旁路开关、电机切换开关均为三相，电压等级为交流220V
～35kV。
[0005]本技术还可将分别与两段母线连接的所述第一进线开关KL1和第二进线开关KL2的另一端先并联连接后，再分别通过并联的第三输入进线开关KL3和第四输入进线开关KL4对应连接至两变频器的输入端，应用于对电机起动次序有要求的场合时，可在所述的调速电机与母线之间的连接线路上增设旁路开关。
[0006]根据现场配置，2台变频器和各电机可以仅使用同一段母线，也可以采用多段母线分别供电。
[0007]本技术的有益效果是：本技术采用2台较小功率的变频器及若干切换开关代替了现有技术中的1台大功率变频器的拓扑结构设计，整体成本与现有技术相比，不会有较大幅度的增加。本技术在需要软起动的电机的功率大于单台变频器的功率时，先采用2台变频器并联运行的方式进行软起动，软起动完成后，通过切换开关控制2台变频器切换为单台运行方式，针对系统中功率小于等于单台变频器功率的调速电机，只需通过一台变频器驱动即可实现调速运行，另外一台变频器则作为备机，当驱动电机调速运行的变频器发生故障后，电机又可由作为备机的变频器继续驱动调速运行，避免了系统的非计划停机，这样既可以实现电机调速运行节能效果，又保证了系统的可靠性。
附图说明
[0008]图1是本技术的结构示意简图。
[0009]图2是本技术实施例1的结构示意框图。
[0010]图中：1、第一段母线； 2、第二段母线。
具体实施方式
[0011]下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步说明。
[0012]根据附图1，本技术为一种具有冗余功能的双变频器并联驱动拓扑结构，包括2台并联连接的第一变频器VFD1#和第二变频器VFD2#，两变频器的输入端对应分别通过第一输入进线开关KL1连接至第一段母线1、通过第二输入进线开关KL2连接至第二段母线2，两变频器输出端分别对应顺序连接有输出第一电抗器L1、第一输出开关KD1的一端及第二电抗器L2、第二输出开关KD2的一端，所述第一输出开关KD1的另一端与所述第二输出开关KD2的另一端并联连接在一起。
[0013]所述的双变频器并联驱动拓扑结构还包括n台定速电机MA和1台调速电机MB，n为大于等于1的整数，所述的定速电机MA由变频器驱动软起动后再通过切换开关控制由电网直接驱动运行，所述的调速电机MB由变频器驱动调速运行，其中所述n台定速电机MA中有m台电机与第一段母线1连接，n
‑
m台电机与第二段母线2连接，m为大于等于0且小于等于n的整数，所述调速电机与第二段母线连接，每台定速电机与母线之间的连接线路上分别设有相应的旁路开关，每台电机还分别连接至所述第一输出开关KD1与所述第二输出开关KD2两并联端之间的线路上，并分别设有相应的电机切换开关。所述的n台定速电机MA顺序为MA_1、
……
MA_m、
……
MA_n，对应设置的所述旁路开关顺序为KPA_1、
……
KPA_m、
……
KPA_n，对应设置的所述电机切换开关顺序为KMA_1、
……
KMA_m、
……
KMA_n。所述的调速电机MB对应设置有电机切换开关KMB。
[0014]所述的n台定速电机MA中，至少有1台电机的功率大于2台所述变频器中单机功率大的一台，所述的1台调速电机MB的功率小于或等于2台所述变频器中单机功率小的一台。所述变频器、输入进线开关、输出开关、旁路开关、电机切换开关均为三相，电压等级为交流220V～35kV。
[0015]根据现场配置，所述变频器和电机可以仅使用同一段母线，也可以采用多段母线分别供电。
[0016]在对电机起动次序没有要求的场合，本技术典型的控制及工作方法描述如下：
[0017]初始状态时，所有开关均为断开状态。
[0018]工作开始时，首先将第一输入进线开关KL1和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有冗余功能的双变频器并联驱动拓扑结构，其特征在于：所述的双变频器并联驱动拓扑结构包括2台并联连接的第一变频器VFD1#和第二变频器VFD2#，两变频器的输入端对应分别通过第一输入进线开关KL1连接至第一段母线、通过第二输入进线开关KL2连接至第二段母线，两变频器输出端分别对应顺序连接有输出第一电抗器L1、第一输出开关KD1的一端及第二电抗器L2、第二输出开关KD2的一端，所述第一输出开关KD1的另一端与所述第二输出开关KD2的另一端并联连接在一起，所述的双变频器并联驱动拓扑结构还包括n台定速电机MA和1台调速电机MB，n为大于等于1的整数，所述定速电机MA由变频器软起动后由电网直接驱动运行，所述调速电机MB由变频器驱动调速运行，其中所述n台定速电机MA中有m台电机与第一段母线连接，n
‑
m台电机与第二段母线连接，m为大于等于0且小于等于n的整数，所述调速电机与第二段母线连接，每台定速电机与母线之间的连接线路上分别设有相应的旁路...

【专利技术属性】
技术研发人员：竺伟，王永红，
申请(专利权)人：上海能传电气有限公司，
类型：新型
国别省市：