具有冗余功能的多绕组电机驱动变频器拓扑结构制造技术

本实用新型专利技术为一种具有冗余功能的多绕组电机驱动变频器拓扑结构。它包括1个备用驱动链路、n个主驱动链路和1个n绕组电机，其中n≥2，且n为正整数；所述备用驱动链路包括备用变频器和备用输入开关，所述备用变频器的输入端通过所述备用输入开关连入电网；每个所述主驱动链路包括1个主输入开关、1个主变频器、1个主输出开关和1个备用输出开关，所述主变频器的输入端通过所述主输入开关连入电网，所述主输出开关的一端与所述主变频器的输出端相连，所述主输出开关的另一端与所述备用输出开关的一端相连后连入所述n绕组电机的对应绕组；所述备用输出开关的另一端与所述备用变频器的输出端相连。输出端相连。输出端相连。

【技术实现步骤摘要】
具有冗余功能的多绕组电机驱动变频器拓扑结构


[0001]本技术涉及一种变频器，特别是公开一种具有冗余功能的多绕组电机驱动变频器拓扑结构。

技术介绍

[0002]在机械化工业的大规模生产中，一些生产工艺要求必须持续运作，不允许中途停止设备运行，例如石化工业和冶金工业中的大型电力拖动设备等。如果工艺流程中的任何一个设备发生故障，将导致巨大的经济损失，甚至可能发生安全事故。因此，生产设备必须具有非常高的可靠性，平均无故障时间要求大于数万小时。如果使用变频器驱动电机，由于变频器元器件数量众多，系统复杂，是系统可靠性较薄弱的环节。因此，提高变频驱动系统的可靠性具有重要意义，采用冗余配置提高系统可靠性是一种行之有效的方法。对有n个绕组的多绕组电机而言，一般需要n个变频器连接n个绕组，经协调控制驱动电机运行，任意一个变频器出现故障将导致电机停机，为提高电机运行可靠性，传统的方法需要为每个绕组再配备一个变频器作为冗余备用，需要2n个变频器才能满足系统整体冗余需求，这无疑会极大增加系统成本。

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缺陷，提供一种能实现一个备用变频器对多个主变频器的冗余，当多绕组电机中任意一绕组对应的主变频器发生故障时，均可在短时间内切换至备用变频器继续驱动运行，切换典型时间小于150ms，提高系统可靠性的同时降低成本的具有冗余功能的多绕组电机驱动变频器拓扑结构。
[0004]本技术是这样实现的：一种具有冗余功能的多绕组电机驱动变频器拓扑结构，包括1个备用驱动链路、n个主驱动链路和1个n绕组电机，其中n≥2，且n为正整数；所述备用驱动链路包括备用变频器和备用输入开关，所述备用变频器的输入端通过所述备用输入开关连入电网；
[0005]每个所述主驱动链路包括1个主输入开关、1个主变频器、1个主输出开关和1个备用输出开关，所述主变频器的输入端通过所述主输入开关连入电网，所述主输出开关的一端与所述主变频器的输出端相连，所述主输出开关的另一端与所述备用输出开关的一端相连后连入所述n绕组电机的对应绕组；所述备用输出开关的另一端与所述备用变频器的输出端相连。
[0006]所述主变频器和备用变频器的主电路为三相电路，电压等级为交流0.38~35kV。
[0007]所述备用输入开关和主输入开关连入同一段电网、或各自连入非同段的电网。
[0008]n个所述主驱动链路中的备用输出开关中，最多闭合其中一个备用输出开关。
[0009]当所述n绕组电机的任意一组绕组所对应的一个主驱动链路的主变频器出现故障时，断开故障主变频器对应的主输入开关与主输出开关，闭合对应的备用输出开关后，启动备用变频器形成对故障主变频器的冗余切换。
[0010]所述n绕组电机为双绕组电机时，所述双绕组电机在异步电动机、励磁同步电动机或永磁同步电动机中任选一种。
[0011]本技术的有益效果是：当所述n绕组电机的任意一组绕组所对应的一个主驱动链路的主变频器出现故障时，可通故障主变频器对应的主输入开关、主输出开关和备用输出开关，快速切换到备用变频器，短时间内恢复绕组电机的正常驱动运行，从而提高了系统的可靠性。
[0012]当n台主变频器和备用变频器的输入电源分别连接至不同的电网时，可实现n+1段电网的冗余，进一步提高了系统的可靠性。
[0013]与传统有n个绕组的多绕组电机需要2n个变频器的冗余方案相比，本技术在使用多绕组电机时，只需要n个主变频器和1个备用变频器，共n+1个即可实现冗余，降低了变频器设备的投入成本。
附图说明
[0014]图1 是本技术的结构示意图。
[0015]图2是本技术实施例一的结构示意图。
[0016]其中：1、备用变频器；2、备用输入开关；3、电网；
[0017]4、主输入开关；401、第一主输入开关；402、第二主输入开关；
[0018]5、主变频器；501、第一主变频器；502、第二主变频器；
[0019]6、主输出开关；601、第一主输出开关；602、第二主输出开关；
[0020]7、备用输出开关；701、第一备用输出开关；702、第二备用输出开关；
[0021]8、n绕组电机；801、双绕组电机；
[0022]9、绕组；901、第一绕组；902、第二绕组。
实施方式
[0023]根据附图1，本技术一种具有冗余功能的多绕组电机驱动变频器拓扑结构，包括1个备用驱动链路、n个主驱动链路和1个n绕组电机，其中n≥2，且n为正整数。
[0024]所述备用驱动链路包括备用变频器1和备用输入开关2，所述备用变频器1的输入端通过所述备用输入开关2连入电网3。
[0025]每个所述主驱动链路包括1个主输入开关4、1个主变频器5、1个主输出开关6和1个备用输出开关7，所述主变频器5的输入端通过所述主输入开关4连入电网3，所述主输出开关6的一端与所述主变频器5的输出端相连，所述主输出开关6的另一端与所述备用输出开关7的一端相连后连入所述n绕组电机8的对应绕组9；所述备用输出开关7的另一端与所述备用变频器1的输出端相连。
[0026]所述主变频器5和备用变频器1的主电路为三相电路，电压等级为交流0.38~35kV。所述备用输入开关2和主输入开关4连入同一段电网、或各自连入非同段的电网。
[0027]n个所述主驱动链路中的备用输出开关7中，最多闭合其中一个备用输出开关。当所述n绕组电机8的任意一组绕组9所对应的一个主驱动链路的主变频器5出现故障时，断开故障主变频器对应的主输入开关4与主输出开关6，闭合对应的备用输出开关7后，启动备用变频器1形成对故障主变频器的冗余切换。所述n绕组电机8为双绕组电机时，所述双绕组电
机在异步电动机、励磁同步电动机或永磁同步电动机中任选一种。
[0028]下面就具体实施例对本技术作进一步阐述。
实施例
[0029]根据图2结合图1，本实施例的n绕组电机为双绕组电机801，本实施例包括2个主驱动链路、1个备用驱动链路和1个双绕组电机801，所述双绕组电机801设有第一绕组901和第二绕组902。所述主变频器分为第一主变频器501和第二主变频器502，所述主输入开关分为第一主输入开关401和第二主输入开关402，所述主输出开关分为第一主输出开关601和第二主输出开关602；所述备用输出开关分为第一备用输出开关701和第二备用输出开关702。
[0030]正常工作时，以本实施例为例，所述第一主输入开关401、第二主输入开关402和备用输入开关2均闭合，为第一主变频器501、第二主变频器502以及备用变频器1供电；第一主变频器501对应的第一主输出开关601，以及第二主变频器402对应的第二主输出开关602闭合；第一备用输出开关701和第二备用输出开关702断开，双绕组电机801的第一绕组901、第二绕组902分别由第一主变频器501、第二主变频器502驱动运本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有冗余功能的多绕组电机驱动变频器拓扑结构，其特征在于：包括1个备用驱动链路、n个主驱动链路和1个n绕组电机，其中n≥2，且n为正整数；所述备用驱动链路包括备用变频器和备用输入开关，所述备用变频器的输入端通过所述备用输入开关连入电网；每个所述主驱动链路包括1个主输入开关、1个主变频器、1个主输出开关和1个备用输出开关，所述主变频器的输入端通过所述主输入开关连入电网，所述主输出开关的一端与所述主变频器的输出端相连，所述主输出开关的另一端与所述备用输出开关的一端相连后连入所述n绕组电机的对应绕组；所述备用输出开关的另一端与所述备用变频器的输出端相连。2.根据权利要求1所述的具有冗余功能的多绕组电机驱动变频器拓扑结构，其特征在于：所述主变频器和备用变频器的主电路为三相电路，电压等级为交流0.38~35kV。3.根据权利要求1所...

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