电源瞬停时维持变频器连续运行的装置制造方法及图纸

一种电源瞬停时维持变频器连续运行的装置，变频器的主电路是由二极管整流桥与主电路直流环节以及三相可控逆变桥组件三个电路并联组成的，本实用新型专利技术是在主电路直流环节的两端并联一个蓄能组件，与主电路直流环节中的滤波电容组成二级式充电蓄能的部件，该蓄能组件的电路结构为：由蓄能电容串联一个由充电限流电阻与放电用二极管并联的充放电组件组成的电路。本实用新型专利技术是变频器的一种不间断供电的装置，对于燃煤电厂具有较大的经济效益和确保发电机组向电网供电的品质，也适用于其他连续生产工艺的系统，采用本技术能使连续生产工艺系统稳定、可靠，生产效率和产品质量有保障，具有广泛的应用技术领域和经济价值。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术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。
技术介绍
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沖击损耗，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。当燃煤电厂锅妒制粉系统的给煤机(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 谆毛大，i史备体积也大。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。4. 从其他电源系统上配接全容量的交流备用电源，再配置快速切换控制电路来控制切换。其缺点是由于需要设一条专用供电母线供变频器用，使供电安 全性差。例现有技术中有将制粉系统所有变频器分两组，变频器电源分别从两段 供电母线上接出，且该两段供电母线按互为备用电源或各配备用电源的方式。 其常用-备用'，互为切换回路需在变频器跳闸前将备用电源快速切换上去(约 40ms)，但当给粉机所带的负载比较高时，变频器直流环节DC上的电压下降的 速度是低负载时的1. 5_2. 5倍，在切换的40ms期间有可能造成直流环节DC上 的电压不能维持在低电压保护值之上而导致变频器跳闸。其接触器切换回 路不带延时，若切换逻辑回路故障或失控，有造成切换失败或两路电源非同期 接通的安全隐患。而且给粉机变频器的控制回路接口接线方式需修改为长信号 输出，与上位控制系统连接的线路就易受到电磁干扰而影响给粉机的正常运行。 若所有给煤机变频器采用一对一备用电源，占用厂用电设备资源多，电缆距离 长经济性差。5. 现有技术中也有将给煤机数字控制装置釆取修改控制芯片中控制逻辑 的方法来解决变频器电源瞬停时的问题。在给煤机变频器因电源瞬停切换已实 际跳闸的期间，修改后的控制逻辑对变频器的停止和给煤机电动机的转速失速信号作延时处理，在电源恢复正常时再自动重启给煤机变频器。其缺 点是当6KV厂用电瞬时停电切换或因其他原因造成电源电压波动超过额定电压 的±15%时，运行中的所有给煤机同时有一个跳闸-再启动，，的过程，虽然能 避免触发锅炉主燃料断(MFT)保护动作和熄火停炉故障，但是给煤机送出的实际煤量对锅炉会产生超调和振荡的现象。它对于启、停大容量电动机负载时，供电电源可能发生电压波动超过额定电压的±15%的厂用电系统，其电源上的给煤机变频器也会随之发生跳闸-再启动的过程，则制粉调节系统易常出 现振荡现象，影响锅炉运行的稳定性。在燃煤电厂发电机组的6KV厂用电系统中，因机组某种故障或外部电网的 系统故障而引起6KV厂用电源系统瞬时停电切换到备用电源，或者因厂用电源 系统上大容量设备启动或厂用电源系统上发生短路造成电源电压暂时凹陷时， 接于厂用电源系统400V母线上的给煤机(或给粉机)变频器因供电母线上的剩 余电压降到额定电压的85°/。以下(或高于额定电压的115%以上时)，运行中的给 煤机(或给粉机)变频器因内部直流环节上的电压降到低电压(或突升到过 电压)保护设定值而全部跳闸，发电机组DCS控制系统中的机组保护装置 (PPS)收到运行中给煤机全部停止，，信号后，触发锅炉主燃料断(MFT) 保护动作，机组快速切回(FCB)功能失败，导致发电机组停炉熄火。对此， 燃煤电厂迫切需要解决这一因厂用电瞬停或电压瞬时变化引起运行中的给煤机 (或给粉机)全部跳闸，触发锅炉主燃料断(MFT本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电源瞬停时维持变频器连续运行的装置，所述变频器的主电路是由二极管整流桥与主电路直流环节以及三相可控逆变桥组件三个电路并联组成的，其中，所述主电路直流环节由滤波电容组成，在所述二极管整流桥与主电路直流环节之间连接一个由启动充电限流电阻与变频器内部电压检测回路控制接点部件并联的电路，所述二极管整流桥的输入端连接三相或单向交流电源，所述三相可控逆变桥组件的三相交流输出接电动机，其特征在于：　在所述主电路直流环节的两端并联一个蓄能组件，与所述主电路直流环节中的滤波电容组成二级式 充电蓄能的部件，该蓄能组件的电路结构为：由蓄能电容串联一个由充电限流电阻与放电用二极管并联的充放电组件组成的电路。

【技术特征摘要】
1、一种电源瞬停时维持变频器连续运行的装置，所述变频器的主电路是由二极管整流桥与主电路直流环节以及三相可控逆变桥组件三个电路并联组成的，其中，所述主电路直流环节由滤波电容组成，在所述二极管整流桥与主电路直流环节之间连接一个由启动充电限流电阻与变频器内部电压检测回路控制接点部件并联的电路，所述二极管整流桥的输入端连接三相或单向交流电源，所述三相可控逆变桥组件的三相交流输出接电动机，其特征在于在所述主电路直流环节的两端并联一个蓄能组件，与所述主电路直流环节中的滤波电容组成二级式充电蓄能的部件，该蓄能组件的电路结构为由蓄能电容串联一个由充电限流电阻与放电用二极管并联的充放电组件组成的电路。2、 如权利要求1所述的电源瞬停时维持变频器连续运行的装置，其特征在于所述蓄能组件置于一个外置电器箱内。3、 如权利要求1所述的电源瞬停时维持变频器连续运行的装置，其特征在于所述蓄能电容两端并联均压电阻。4、 如权利要求1所述的电源瞬停时维持变频器连续运行的装置，其特征在于所述蓄能电容由单个电容器组成。5、 如权利要求l所述的电源瞬停时维持变频器连续运...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵建中，尚德松，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]