專利名稱：一種變頻調(diào)速系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種變頻調(diào)速系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種變頻調(diào)速系統(tǒng)，更具體地說是涉及一種用 于電力系統(tǒng)中的變頻調(diào)速系統(tǒng)。背景技術(shù)1空冷系統(tǒng)的冷凝系統(tǒng)需要大量的風(fēng)機(jī)， 一般300MW或600MW 機(jī)組空冷島冷凝汽器配置多臺風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)的功率是110KW左右，風(fēng)機(jī) 多數(shù)采用變頻調(diào)速。由于凝氣器風(fēng)機(jī)數(shù)量大，眾多的變頻器產(chǎn)生的諧 波相互疊加，對廠用電源造成干擾，影響電動機(jī)的運(yùn)行。為了減少變頻器產(chǎn)生的諧波干擾，本發(fā)明人設(shè)計出本實(shí)用新型。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種采用整體化設(shè)計、控制靈活、可以減少諧 波干擾的變頻調(diào)速系統(tǒng)。為解決上述的問題本實(shí)用新型采用下列技術(shù)方案一種變頻調(diào)速系統(tǒng)，包括有控制系統(tǒng)，其特征在于還包括有變頻調(diào)速模塊以及移相變壓器，移相變壓器的初邊接在高壓母線上， 移相變壓器的副邊連接有所述的變頻調(diào)速模塊，變頻調(diào)速模塊與控制系統(tǒng)、以及多個風(fēng)機(jī)連接；移相變壓器能夠?qū)⒏邏耗妇€送來的三相 高壓交流電進(jìn)行移相和變壓后供給變頻調(diào)速模塊，變頻調(diào)速模塊在控 制系統(tǒng)的控制下輸出可變電壓對多個風(fēng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速。 如上所述的一種變頻調(diào)速系統(tǒng)，其特征在于上述變頻調(diào)速模 塊包括有N開關(guān)和N變頻器， 一個開關(guān)連接并控制一個變頻器；而 所有開關(guān)都接在控制系統(tǒng)上； 一個變頻器連接有一個風(fēng)機(jī)，而所有的 變頻器都接在控制系統(tǒng)上;移相變壓器的副邊為M個，每個移相變壓 器的副邊接有兩個或兩個以上的開關(guān)；移相變壓器的M個副邊輸出 M個不同相位組的電壓通過N開關(guān)送給N變頻器。如上所述的一種變頻調(diào)速系統(tǒng)，其特征在于變頻器包括有順 次連接的整流電路、濾波電路、逆變電路、輸出電路；整流電路與開 關(guān)連接，將輸入的三相電壓變?yōu)橹绷麟妷?，濾波電路濾出高次諧波確 保當(dāng)負(fù)載變化時使直流電壓保持平衡，逆變電路與控制系統(tǒng)連接，它 將直流電壓轉(zhuǎn)換成三相交流電壓，利用功率開關(guān)元件按照控制系統(tǒng)輸 出逆變橋所需的驅(qū)動信號、輸出脈沖寬度被調(diào)制的SPWM波，驅(qū)動 負(fù)載電機(jī)，輸出電路與電機(jī)連接，對輸出電流進(jìn)行檢測和濾波。如上所述的一種變頻調(diào)速系統(tǒng)，其特征在于每個移相變壓器 的副邊都接有兩個開關(guān)。如上所述的一種變頻調(diào)速系統(tǒng)，其特征在于M至少大于2，N 至少大于4。本實(shí)用新型具有以下的有益效果(1)、為電廠直接空冷機(jī)組 提供專用的變頻調(diào)速系統(tǒng)；(2)、采用諧波消除技術(shù)，無需輸入濾波 器，對電網(wǎng)的諧波污染小，完全能夠滿足IEEE519 1992及 GB/T14519 93標(biāo)準(zhǔn)對電壓失真和電流失真最嚴(yán)格的要求；相對加入 濾波器的方案，具有更高的系統(tǒng)效率；(3)、具有通訊和點(diǎn)對點(diǎn)等多
種接口方式供用戶選擇，可以實(shí)現(xiàn)同步控制和無擾切換控制；相對傳 統(tǒng)的控制方案，大大減少了對上位控制系統(tǒng)的資源占用量，用戶對空 冷機(jī)組的冷卻系統(tǒng)的控制更加簡便、靈活；(4)、針對空冷機(jī)組的冷 卻控制，系統(tǒng)進(jìn)行模塊化設(shè)計、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、模塊具有互換性， 便于維護(hù)；(5)、針對冷空機(jī)組的現(xiàn)場環(huán)境，采用獨(dú)立風(fēng)道和電磁兼 容的設(shè)計，系統(tǒng)具備完善的保護(hù)功能，可以實(shí)現(xiàn)從系統(tǒng)到電機(jī)全方位 的完善保護(hù)；(6)、控制系統(tǒng)采用人性化設(shè)計，便于操作與維護(hù)。
圖l是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的變壓器輸入電壓和電流波形圖；圖3是本實(shí)用新型的變頻器的電路原理圖；圖4是本實(shí)用新型的通信示意圖；圖5是本實(shí)用新型的外形圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示， 一種變頻調(diào)速系統(tǒng)，包括有控制系統(tǒng)1、變頻調(diào)速 模塊2以及移相變壓器3，所述移相變壓器3的初邊接在高壓母線4 上，移相變壓器3的副邊連接有所述的變頻調(diào)速模塊2，變頻調(diào)速模 塊2與控制系統(tǒng)1、以及多個風(fēng)機(jī)5連接；移相變壓器3能夠?qū)⒏邏?母線4送來的三相高壓交流電進(jìn)行移相和變壓后供給變頻調(diào)速模塊 2，變頻調(diào)速模塊2在控制系統(tǒng)1的控制下輸出可變電壓對多個風(fēng)機(jī) 5進(jìn)行調(diào)速。本實(shí)用新型采用移相變壓器3的多級移相技術(shù)與變頻調(diào) 速模塊2中的低壓變頻器的變頻技術(shù)搭配，使整個系統(tǒng)的對電網(wǎng)的諧
波污染小，總體諧波畸變小于4%。確保系統(tǒng)上其它電氣設(shè)備正常運(yùn) 行。上述變頻調(diào)速模塊2包括有N個開關(guān)21和N個變頻器22， 一 個開關(guān)21連接并控制一個變頻器22;而所有開關(guān)21都接在控制系 統(tǒng)1上； 一個變頻器22連接有一個風(fēng)機(jī)5，而所有的變頻器22都接 在控制系統(tǒng)1上；移相變壓器3的副邊為M個，每個移相變壓器3 的副邊接有兩個或兩個以上的開關(guān)21;移相變壓器3的M個副邊輸 出M個不同相位組的電壓通過N個開關(guān)21送給N個變頻器22。其 中M要至少大于或者等于2， N要至少大于或者等于4,本實(shí)用新型每 個移相變壓器3的副邊都接有兩個開關(guān)21(圖1中未示出)。所述移相變壓器3的副邊線圈分別為變頻器22供電。為了降低 輸入諧波電流，移相變壓器副邊實(shí)行多重化移相設(shè)計，以6kV、 8 級副邊繞組為例采用延邊三角形聯(lián)結(jié)，次級繞組分為8個不同的相 位組，互差7.5。電角度，分別有±3.75°、 ±11.25。、 ±18.75°、 ±26.25° 等移相角度，這種移相接法理論上可以有效地消除47次以下的諧波， 對電網(wǎng)不會超過國家標(biāo)準(zhǔn)的諧波干擾，完全符合IEEE519 1992及 GB/T14519-93標(biāo)準(zhǔn)對電壓失真和電流失真最嚴(yán)格的要求，如圖2所 示的變頻器的輸入相電壓和電流的波形圖，對電網(wǎng)的諧波污染小，總 體諧波畸變遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于4%。同時，輸入側(cè)的功率因數(shù)高，不必采用功率因數(shù)補(bǔ)償裝置。如圖3所示，變頻器22包括有順次連接的整流電路A、濾波電 路B、逆變電路C、輸出電路D;整流電路A與開關(guān)21連接，其將 輸入的三相電壓變?yōu)橹绷麟妷海瑸V波電路B濾出高次諧波確保當(dāng)負(fù) 載變化時使直流電壓保持平衡，逆變電路C與控制系統(tǒng)1連接，它 將直流電壓轉(zhuǎn)換成三相交流電壓，利用功率開關(guān)元件按照控制系統(tǒng)1 輸出逆變橋所需的驅(qū)動信號、輸出脈沖寬度被調(diào)制的SPWM波，驅(qū) 動負(fù)載電機(jī)5，輸出電路D與電機(jī)5連接，對輸出電流進(jìn)行檢測和濾 波。如圖4所示，本實(shí)用新型還包括有集散控制系統(tǒng)6和通信系統(tǒng) 7，集散控制系統(tǒng)6是一個由過程控制級和過程控級組成的通信系統(tǒng) 7為紐帶的多級計算機(jī)系統(tǒng)，它通過總線PROFIBUS在控制系統(tǒng)1上， 可以直接通過總線通訊進(jìn)行監(jiān)視和運(yùn)行控制系統(tǒng)1;通信系統(tǒng)7采用 西門子CPU315-2DP作為主站，它有2個通訊口 PORT0和PORTl。 PORT0作為PROFIBUS總線通訊口 。P0RT1作為與人機(jī)界面通訊口 ， 它為MPI 口 ，采用RS485通訊。控制系統(tǒng)1采用S7-200(PLC) EM277 系統(tǒng)，它通過PROFIBUS總線與集散控制系統(tǒng)6和通信系統(tǒng)7連接， 主要對開關(guān)和變頻器進(jìn)行控制，確保整個系統(tǒng)的正常啟動、停機(jī)和運(yùn) 行過程中的參數(shù)調(diào)節(jié)與顯示。如圖5所示，在安裝時，將控制系統(tǒng)1放置于控制柜10內(nèi)， 變頻調(diào)速模塊2放置于模塊柜20內(nèi)，移相變壓器3放置于變壓器30 內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種變頻調(diào)速系統(tǒng)，包括有控制系統(tǒng)(1)、其特征在于還包括有變頻調(diào)速模塊(2)以及移相變壓器(3)，移相變壓器(3)的初邊接在高壓母線(4)上，移相變壓器(3)的副邊連接有所述的變頻調(diào)速模塊(2)，變頻調(diào)速模塊(2)與控制系統(tǒng)(1)、以及多個風(fēng)機(jī)(5)連接；移相變壓器(3)能夠?qū)⒏邏耗妇€(4)送來的三相高壓交流電進(jìn)行移相和變壓后供給變頻調(diào)速模塊(2)，變頻調(diào)速模塊(2)在控制系統(tǒng)(1)的控制下輸出可變電壓對多個風(fēng)機(jī)(5)進(jìn)行調(diào)速。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變頻調(diào)速系統(tǒng),其特征在于上述 變頻調(diào)速模塊(2)包括有N開關(guān)(21)和N變頻器(22)， 一個開關(guān)(21)連 接并控制一個變頻器(22);而所有開關(guān)(21)都接在控制系統(tǒng)(1)上；一 個變頻器(22)連接有一個風(fēng)機(jī)(5)，而所有的變頻器(22)都接在控制系 統(tǒng)(l)上；移相變壓器(3)的副邊為M個，每個移相變壓器(3)的副邊接 有兩個或兩個以上的開關(guān)(21);移相變壓器(3)的M個副邊輸出M個 不同相位組的電壓通過N開關(guān)(21)送給N變頻器(22)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種變頻調(diào)速系統(tǒng)，其特征在于變頻 器(22)包括有順次連接的整流電路(A)、濾波電路(B)、逆變電路(C)、 輸出電路(D);整流電路(A)與開關(guān)(21)連接，將輸入的三相電壓變?yōu)?直流電壓，濾波電路(B)濾出高次諧波確保當(dāng)負(fù)載變化時使直流電壓 保持平衡，逆變電路(C)與控制系統(tǒng)(1)連接，它將直流電壓轉(zhuǎn)換成三 相交流電壓，利用功率開關(guān)元件按照控制系統(tǒng)(l)輸出逆變橋所需的 驅(qū)動信號、輸出脈沖寬度被調(diào)制的SPWM波，驅(qū)動負(fù)載電機(jī)(5)，輸 出電路(D)與電機(jī)(5)連接，對輸出電流進(jìn)行檢測和濾波。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種變頻調(diào)速系統(tǒng)，其特征在于每個移相變壓器(3)的副邊都接有兩個開關(guān)(21)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種變頻調(diào)速系統(tǒng),其特征在于M 至少大于2， N至少大于4。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種變頻調(diào)速系統(tǒng)，包括有控制系統(tǒng)、變頻調(diào)速模塊以及移相變壓器，移相變壓器的初邊接在高壓母線上，移相變壓器的副邊連接有所述的變頻調(diào)速模塊，變頻調(diào)速模塊與控制系統(tǒng)、以及多個風(fēng)機(jī)連接；移相變壓器能夠?qū)⒏邏耗妇€送來的三相高壓交流電進(jìn)行移相和變壓后供給變頻調(diào)速模塊，變頻調(diào)速模塊在控制系統(tǒng)的控制下輸出可變電壓對多個風(fēng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速。本實(shí)用新型采用移相變壓器的多級移相技術(shù)與變頻調(diào)速模塊中的低壓變頻器的變頻技術(shù)搭配，使整個系統(tǒng)的對電網(wǎng)的諧波污染小，確保系統(tǒng)上其它電氣設(shè)備正常運(yùn)行。
文檔編號H02M5/00GK201018451SQ200720049389
公開日2008年2月6日 申請日期2007年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月13日
發(fā)明者謝仁東, 鐘道禎, 阮舜輝 申請人:廣東明陽龍?jiān)措娏﹄娮佑邢薰?br>