一種pwm變流電路及包含該電路的變頻器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及變頻器低電壓停機(jī)保護(hù)及變頻器電能質(zhì)量治理電路。更具體地，涉及一種PffM變流電路以及包含該電路的變頻器。
【背景技術(shù)】
[0002]變頻器以其優(yōu)良的調(diào)速性能和顯著的節(jié)能效果，在工業(yè)生產(chǎn)中得到大量應(yīng)用。但是由于電網(wǎng)不可避免的出現(xiàn)電壓暫降等現(xiàn)象，導(dǎo)致變頻器在使用中經(jīng)常發(fā)生停機(jī)保護(hù)問(wèn)題，進(jìn)而引起所驅(qū)動(dòng)的電機(jī)停止運(yùn)行。隨著工業(yè)化程度的不斷提高，生產(chǎn)過(guò)程往往是自動(dòng)化連續(xù)性生產(chǎn)，各個(gè)工藝流程緊密配合，相互協(xié)調(diào)，只要其中一臺(tái)設(shè)備出現(xiàn)保護(hù)停機(jī)，就會(huì)引起生產(chǎn)工藝過(guò)程的紊亂，甚至導(dǎo)致整條生產(chǎn)線非計(jì)劃停機(jī)，給企業(yè)造成很大的經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致人身傷亡和環(huán)境污染事故。因此，如何使變頻器在電壓暫降發(fā)生時(shí)仍能正常工作成為一項(xiàng)亟待解決的重要問(wèn)題。
[0003]現(xiàn)有解決變頻器低電壓停機(jī)保護(hù)問(wèn)題往往通過(guò)加裝設(shè)備實(shí)現(xiàn)，如加裝不間斷電源UPS(Uninterruptible Power Supply)、動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器DVR(Dynamic VoltageRestorer)、固態(tài)切換開(kāi)關(guān)SSTS(Solid State Transfer Switch)、DC_BANK等，但這些方案均存在一定的弊端。
[0004]不間斷電源UPS:UPS是能夠提供持續(xù)、穩(wěn)定、不間斷的電源供應(yīng)的重要外部設(shè)備。其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，但性能完善，其顯著特點(diǎn)是能夠持續(xù)零中斷地輸出純凈正弦波交流電，能夠解決尖峰、浪涌、頻率漂移等電源問(wèn)題。但變頻器前加裝UPS時(shí)，所需容量較大，投資成本高，同時(shí)UPS自身的轉(zhuǎn)換效率低，且使用電池，可靠性存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，極少數(shù)廠家使用這種方式。
[0005]動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器DVR= DVR裝置通過(guò)串聯(lián)在敏感負(fù)荷和系統(tǒng)之間，迅速地補(bǔ)償了電網(wǎng)中的電壓暫降、震蕩等故障，提高了用戶端的電能質(zhì)量，是保證敏感工業(yè)設(shè)備不受電壓暫降影響的有效辦法。DVR相對(duì)UPS有經(jīng)濟(jì)上面的優(yōu)勢(shì)，可以節(jié)約生產(chǎn)成本，但是也有致命的弱點(diǎn)，即補(bǔ)償時(shí)間超過(guò)幾秒以上則無(wú)法繼續(xù)補(bǔ)償，而且當(dāng)電網(wǎng)電壓低于額定50%以下，或者完全中斷時(shí)，DVR就無(wú)法使用了。
[0006]固態(tài)切換開(kāi)關(guān)SSTS:固態(tài)切換開(kāi)關(guān)SSTS基于先進(jìn)的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)雙電源之間快速切換，切換時(shí)間控制在20ms以內(nèi)。但SSTS方案有效的前提是兩路供電電源相互獨(dú)立，即其中一路電源故障時(shí)，另外一路電源必須正常，在實(shí)際系統(tǒng)中，完全具備雙路獨(dú)立電源的場(chǎng)合很少，因此，該方案的使用受到限制。
[0007]DC-BANK = DC-BANK采用對(duì)變頻器直流母線進(jìn)行電壓支撐的方法，儲(chǔ)能器件采用蓄電池，當(dāng)電壓暫降時(shí)，蓄電池釋放能量進(jìn)行電壓支撐，從而避免變頻器保護(hù)停機(jī)。該方案有效的前提是蓄電池性能可靠，但在實(shí)際應(yīng)用中，蓄電池往往得不到有效維護(hù)，在出現(xiàn)電壓暫降時(shí)才發(fā)現(xiàn)蓄電池實(shí)際性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，甚至?xí)霈F(xiàn)蓄電池爆炸等事故。蓄電池作為唯一的一道生命線，卻無(wú)法在關(guān)鍵時(shí)刻發(fā)揮“保命”作用。另外蓄電池壽命短，平均壽命一般只有2-3年，更換維護(hù)成本高，同時(shí)占用體積較大。如果采用超級(jí)電容器等其它儲(chǔ)能材料時(shí)，成本會(huì)更高。
[0008]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，特提出本發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種PffM變流電路。
[0010]本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種含有所述PffM變流電路的變頻器。
[0011 ]本發(fā)明的第三個(gè)目的在于提供一種含有所述變頻器的設(shè)備。
[0012]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:
[0013]一種PffM變流電路，所述電路包括:
[0014]交流電輸入端和直流電輸出端；
[0015]電連接在交流電輸入端和直流電輸出端之間的PffM變流器。
[0016]進(jìn)一步的，所述電路還包括:三相電抗器，所述三相電抗器的輸入端與交流電輸入端連接，所述三相電抗器的輸出端與所述PWM變流器的輸入端連接。
[0017]進(jìn)一步的，所述電路還包括:第一直流支撐電容，所述第一直流支撐電容的兩端與所述PffM變流器的輸出端并聯(lián)連接。
[0018]進(jìn)一步的，所述電路還包括:半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，所述半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)串聯(lián)在所述PWM變流器輸出端的正極和直流電輸出端的正極之間，其中半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的陽(yáng)極和所述PWM變流器輸出端的正極連接，半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的陰極和直流電輸出端的正極連接。
[0019]一種變頻器，在所述變頻器的交流電輸入端與所述變頻器的直流母線PN端之間并聯(lián)所述的PWM變流電路，所述PWM變流電路的交流電輸入端與所述變頻器的交流電輸入端連接，所述PWM變流電路的直流電輸出端與所述變頻器的直流母線PN端連接。
[0020]進(jìn)一步的，所述變頻器包括:整流單元和逆變單元，所述整流單元的輸入端為所述變頻器的交流電輸入端，所述整流單元的輸出端為所述變頻器的直流母線PN端，所述整流單元的輸出端與所述逆變單元的輸入端連接，所述逆變單元的輸出端為所述變頻器的輸出端。
[0021]進(jìn)一步的，所述變頻器還包括:第二直流支撐電容，所述第二直流支撐電容的兩端與所述整流單元的輸出端并聯(lián)連接。
[0022]—種包含如上所述的變頻器的設(shè)備，在所述設(shè)備的電動(dòng)機(jī)與外部三相電網(wǎng)之間電連接所述變頻器。
[0023]本發(fā)明的有益效果如下:
[0024]本發(fā)明的PWM變流電路將變頻器的直流母線電壓支撐、有源濾波和無(wú)功補(bǔ)償三種功能集成在一起，既能在電網(wǎng)電壓暫降時(shí)維持變頻器正常運(yùn)行，又能在電網(wǎng)電壓正常時(shí)對(duì)變頻器進(jìn)行有源濾波和無(wú)功補(bǔ)償。與常規(guī)的不間斷電源UPS、動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器DVR、固態(tài)切換開(kāi)關(guān)SSTS、DC-BANK等解決方案相比，功能完善，性價(jià)比高。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1為本發(fā)明變頻器的電能質(zhì)量綜合治理裝置的主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖中，1-變頻器;2-PWM變流電路;3-三相電網(wǎng);4_電動(dòng)機(jī);11_整流單元；12_第二直流支撐電容；13-逆變單元;21-三相電抗器;22-PWM變流器;23-