变频电机回馈节能装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种变频电机回馈节能装置，可有效解决能耗高，电网效率低的问题。本实用新型专利技术解决的技术方案是，包括变频器、回馈节能装置和电机，回馈节能装置输入端接电网输入端及变频器的输入端，变频器输出端接电机的三相输入端，回馈节能装置的输出端接变频器的直流母线正端及直流母线负端，变频器的三相输出端接电机的三相输入端。本实用新型专利技术结构简单，新颖独特，用于替换传统变压器的制动装置，有效将电机的惯性电动势转化成符合国家电网要求的电能重新反馈到电网中，以提高电网的效率，节约能源。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电器，特别是针对变频电机回馈节能的一种变频电机回馈节能装置。
技术介绍
目前用于电机节电的技术主要是变频控制。在变频控制电路中必须加装制动装置，制动装置的重要作用是消除因电机在高速 运转后由于惯性产生的电动势，此电动势通过变频器的输出电路会使直流母线电压升高， 会损坏变频器及控制设备，必须加以消除或限制。目前的制动装置均是电阻类功率消耗装置，靠电阻把电能转换成热能，从而消除 电机的惯性电动势，能耗高，电网效率低，因此其设备上的改进与创新势在必行。
技术实现思路
针对上述情况，为克服现有技术缺陷，本技术之目的就是提供一种变频电机 回馈节能装置，可有效解决能耗高，电网效率低的问题。本技术解决的技术方案是，包括变频器、回馈节能装置和电机，回馈节能装置 输入端接电网输入端及变频器的输入端，变频器输出端接电机的三相输入端，回馈节能装 置的输出端接变频器的直流母线正端及直流母线负端，变频器的三相输出端接电机的三相 输入端。本技术结构简单，新颖独特，用于替换传统变压器的制动装置，有效将电机的 惯性电动势转化成符合国家电网要求的电能重新反馈到电网中，以提高电网的效率，节约 能源。附图说明图1为本技术实施的电路原理图。图2为本技术变频电机的回馈节能装置原理框图。具体实施方式以下结合附图对本技术的具体实施方式作详细说明。由图1、2所示，本技术包括变频器、回馈节能装置和电机，回馈节能装置2输 入端A、B、C接电网输入端R、S、T及变频器1的输入端，变频器1输出端U、V、W接电机3 (M)的三相输入端，回馈节能装置2的输出端IN+、IN-接变频器1的直流母线正端P+及直 流母线负端G，变频器1的三相输出端U、V、W接电机3 (M)的三相输入端。为了保证使用效果，所说的回馈节能装置2是由壳体及其内的电路组成，该电路 包括电压取样电路4、控制电路5、同步电路7、电能转换电路6、交流滤波电路9、输出电路 8，电压取样电路4的输出端接控制电路5的输入端，控制电路5的输出端接电能转换电路6的输入端，电能转换电路6的输出端接输出电路8的输入端，输出电路8上分别接有同步 电路7、交流滤波电路9，输出电路8与同步电路7的输出端并联接电网输入端R、S、T及变 频器1的输入端；所说的变频器1是由输入端的整流二极管组成的桥式整流电路及输出端的三极 管和二极管组成的驱动输出电路，变频器1的直流母线正端P+、直流母线负端G之间并联有 储能电容C;所说的回馈节能装置2与变频器1制动连接端相连，所述的电机回馈节能装置是 一种电能回馈装置，用于能源回收利用，可以将原先消耗在电阻上的电能再生逆变为与电 网电源同频、同相的三相交流正弦波电流回馈至电网再利用。该节能装置包括有能够实现电机M正常运转的变频器1，以及实现电机的回馈节 能装置2 (即用回馈节能装置2取代了原有的释放电阻和制动电阻)，变频器1具有三相输 入端R、S、T (即电网输入端)以及和电机M相连的三相输出端U、V、W，变频器1还包括有对 通过三相输入端R、S、T进行整流的桥式整流电路、以及和电机M相连的变频器输出电路，回 馈节能装置2内还包括有电压取样电路4、控制电路5、电能转换电路6、同步电路7、输出电 路8和交流滤波电路9。所述的输出电路8的输入端和输出端分别与交流滤波电路26的输出端和输入端 相连。所述的输出电路8的输入端和输出端分别与同步电路7的输出端和输入端相连。由上述结构可以看出，本技术是在电机处于惯性发电状态下，电机发出的电 能通过变频器输出电路加在变频器母线上，这些电能通过外置制动电阻和并联在变频器直 流回路上的释放电阻释放，电能通过释放电阻及制动电阻变为热能散发掉，这使得周围环境温度二次升高，造成二次污染。将原有的释放电阻和制动电阻拆除，由电机的回馈节能装置代替，并配备有能够 实现电机M正常运转的变频器1，该变频器1具有三相输入端R、S、T (即电网输入端)以及 和电机M相连的三相输出端U、V、W，变频器1还包括有对通过三相输入端R、S、T进行整流 的桥式整流电路、以及和电机M相连的变频器输出电路，在变频器1的直流母线正端P+、直 流母线负端G之间还并联有一个储能电容C，能够使得加到母线上的电压有一个渐变的过 程，从而实现保护母线的目的。回馈节能装置2则具有正输入端IN+、负输入端IN-以及输出端，其中，逆变输出端 对应变频器1的三相输入端R、S、T，即回馈节能装置2的输出端A、B、C分别对应连接到变 频器1的三相输入端R、S、T上，回馈节能装置2的正输入端IN+连接变频器1的直流母线 正端P+，回馈节能装置2的负输入端IN-则连接变频器1的直流母线负端G ；回馈节能装置2的正输入端IN+、负输入端IN-作为电压取样电路4的输入端，采 集来自于变频器1母线的电压p+，G ；电压取样电路4又将采集到电压输入到控制电路5中 实现电压值比较，判断变频器1直流母线的电压是否超过预设值的电压；当采集的电压超 出预设值时，控制电路5打开，并通过电能转换电路6实现直一交流转换，最终通过输出电 路8将再生电能反馈到变频器1的输入端上，实现电能的再生利用。为了确保电网和设备 的安全，回馈到电网再利用的电能必须和电网电源为同频、同相的三相交流正弦波电流，因 此，在电流经过输出电路8再次反馈到电网输入端时，必须还要经过同步电路7，同步电路7可连续采集电网电源的相位和频率，以保证逆变输出电源与电网电源同频、同相，以及经过 交流滤波电路9滤波而减小谐波系数，以满足国家电网的要求。本技术正常工作时，电机M处于电动状态，电网电源经变频器1的三相输入端 R、S、T输入三相交流电，通过三相整流电路、变频器输出电路实现逆变变频后输出给电机M 提供正常转动的电能；当电机处于制动运行状态时，此时，电动机处于发电状态，其电流通过变频器输出 电路的续流二极管加在变频器1的直流母线上，致使直流母线上的电压急剧升高。回馈节 能装置2的电压取样电路4的输入端因为分别连接直流母线正端P+、直流母线负端G、可连 续采集母线电压；当母线电压升到650V左右时，控制电路5打开，回馈节能装置2开始工 作，并经过电能转换电路23对采集的电压进行直流逆变处理，同步电路7和交流滤波电路 9同时作用，将经过电能转换电路6处理的电流通过输出电路8馈送到电网中因为输出电路8的输出端A、B、C与变频器1的三相输入端R、S、T分别相连，为同步 电路7连续提供同步信息，从而保证逆变输出电源与电网电源同频、同相，确保电网和设备 的安全；同时，通过交流滤波电路9滤波后，使输出电路8输出的电压谐波系数不大于5%， 可以形成三相交流正弦波电流的输出，能够满足国家电网的要求，实现回馈电网再利用。本技术是一种以变频器(逆变器)为核心的能源再生逆变回馈装置，能够以 95-98%的逆变效率，把消耗在制动电阻上的电能再生逆变为与电网电源同频、同相的三相 交流正弦波电流回馈至电网再利用，达到节能目的。本技术与现有技术相比，具有突出的实质性特点在于取消了原先的制动电 阻器件，在变频器的制动端口上连接了本技术电能转换装置作为能源回馈，通过该转 换装置可以将电机的惯性电动势转换为符合国家电网要求(谐波系数小于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变频电机回馈节能装置，包括变频器、回馈节能装置和电机，其特征在于，回馈节能装置（２）输入端Ａ、Ｂ、Ｃ接电网输入端Ｒ、Ｓ、Ｔ及变频器（１）的输入端，变频器（１）输出端Ｕ、Ｖ、Ｗ接电机（３）的三相输入端，回馈节能装置（２）的输出端ＩＮ＋、ＩＮ－接变频器（１）的直流母线正端Ｐ＋及直流母线负端Ｇ，变频器（１）的三相输出端Ｕ、Ｖ、Ｗ接电机（３）的三相输入端。

【技术特征摘要】
一种变频电机回馈节能装置，包括变频器、回馈节能装置和电机，其特征在于，回馈节能装置(2)输入端A、B、C接电网输入端R、S、T及变频器(1)的输入端，变频器(1)输出端U、V、W接电机(3)的三相输入端，回馈节能装置(2)的输出端IN+、IN 接变频器(1)的直流母线正端P+及直流母线负端G，变频器(1)的三相输出端U、V、W接电机(3)的三相输入端。2.根据权利要求1所述的变频电机回馈节能装置，其特征在于，所说的回馈节能装置 (2)是由壳体及其内的电路组成，该电路包括电压取样电路(4)、控制电路(5)、同步电路 (7)、电能转换电路(6)、交流滤波电路(9...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙皆宽，马爱刚，马富鹏，
申请(专利权)人：河南海泰科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：41[中国|河南]