專利名稱：變頻及無功補償綜合裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電機控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于通用三相異步電機的變 頻及無功補償綜合裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，三相異步電機被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)實踐的各領(lǐng)域。變頻器以其優(yōu)越的 性能可提高三相異步電機的生產(chǎn)效率，以為企業(yè)節(jié)約能源、降低生產(chǎn)成本。且在企業(yè)中為提 高三相異步電動機的功率因數(shù)，以減少電網(wǎng)線損，需安裝無功補償裝置。因此，變頻器和三 相異步電動機均為企業(yè)中三相異步電機不可缺少的調(diào)控裝置。目前，由于還沒有將變頻功能和無功補償功能集于一身的相關(guān)裝置，因此變頻裝 置和無功補償裝置作為兩個獨立的裝置，需分別對應(yīng)三相異步電機進行安裝，存在購置設(shè) 備成本高、維護復(fù)雜及所占安裝空間大的缺陷。
實用新型內(nèi)容本實用新型提供一種變頻及無功補償綜合裝置，可兼具變頻功能和無功補償功 能，能夠降低企業(yè)的購置設(shè)備成本、便于安裝和維護。本實用新型提供一種變頻及無功補償綜合裝置，包括控制模塊、變頻模塊、可投切 電容器組、旁路開關(guān)和無功補償總開關(guān)；所述變頻模塊連接于所述控制模塊，用于對輸入交流電壓進行不控整流及穩(wěn)壓， 生成穩(wěn)定直流電壓，且接收所述控制模塊所發(fā)送的空間矢量脈寬調(diào)制波，并根據(jù)該空間矢 量脈寬調(diào)制波對所述穩(wěn)定直流電壓進行逆變；所述旁路開關(guān)連接于所述變頻模塊的兩端，用于所述變頻模塊處于故障狀態(tài)，短 接該變頻模塊；所述可投切電容器組連接于所述控制模塊并通過所述無功補償總開關(guān)連接于所 述變頻模塊的輸出端，用于接收所述控制模塊所發(fā)送的無功補償控制消息，并根據(jù)該無功 補償控制消息提供并聯(lián)電容；所述控制模塊用于發(fā)送空間矢量脈寬調(diào)制波；且根據(jù)輸入功率發(fā)送無功補償控制 消息。本實用新型變頻及無功補償綜合裝置中的所述變頻模塊包括不控整流模塊、直流 母線和逆變模塊；所述不控整流模塊用于對輸入交流電壓進行不控整流，生成直流電壓；所述直流母線連接于所述不控整流模塊，用于對所述直流電壓進行穩(wěn)壓，生成穩(wěn) 定直流電壓；所述逆變模塊分別連接于所述直流母線和控制模塊，用于接收所述控制模塊所發(fā) 送的空間矢量脈寬調(diào)制波，并根據(jù)該空間矢量脈寬調(diào)制波對所述穩(wěn)定直流電壓進行逆變。本實用新型變頻及無功補償綜合裝置中的所述可投切電容器組包括多個相串聯(lián)的可投切電容器子組；所述可投切電容器子組包括一開關(guān)和一電容器，該開關(guān)和該電容器 相串聯(lián)，且該開關(guān)連接于所述控制模塊。本實用新型的變頻及無功補償綜合裝置，通過變頻模塊連接于控制模塊，旁路開 關(guān)連接于變頻模塊的兩端，可投切電容器組連接于控制模塊并通過無功補償總開關(guān)連接于 所述變頻模塊的輸出端，實現(xiàn)了兼具變頻功能和無功補償功能的目的，且同時能夠降低企 業(yè)的購置設(shè)備成本、便于安裝和維護。
圖1為本實用新型變頻及無功補償綜合裝置實施例一結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型變頻及無功補償綜合裝置實施例二結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
圖1為本實用新型變頻及無功補償綜合裝置實施例一結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示， 本實施例的無功補償綜合裝置包括控制模塊101、變頻模塊102、可投切電容器組103、旁路 開關(guān)104和無功補償總開關(guān)105 ；其中，控制模塊101分別連接于變頻模塊102和可投切電容器組103，具體地，該控制模 塊101可為ARM芯片和DSP芯片的組合控制模塊，其發(fā)送空間矢量脈寬調(diào)制波至變頻模塊 102，以對變頻模塊102的逆變進行控制；通過采集變頻模塊102的故障信息實時監(jiān)測變頻 模塊102，當(dāng)變頻模塊102發(fā)生故障時，控制模塊101可報警；且通過采集市電所提供的輸 入交流電壓和輸入交流電流，獲取輸入功率，并根據(jù)該輸入功率向可投切電容器組103發(fā) 送無功補償控制消息，以使得該可投切電容器組103提供并聯(lián)電容；變頻模塊102具體可對輸入交流電壓進行不控整流及穩(wěn)壓，生成穩(wěn)定直流電壓； 接收控制模塊101所發(fā)送的空間矢量脈寬調(diào)制波，并根據(jù)該空間矢量脈寬調(diào)制波對穩(wěn)定直 流電壓進行逆變；再者，變頻模塊102在連接于控制模塊101的同時，其兩端并聯(lián)旁路開關(guān) 104，當(dāng)該變頻模塊102需維護時，操作人員可閉合旁路開關(guān)104以短路該變頻模塊102 ；或 者當(dāng)控制模塊101發(fā)出變頻模塊102故障的報警后，操作人員通過及時閉合旁路開關(guān)104 短路該變頻模塊102，以對該變頻模塊102維修。并且，可投切電容器組103在連接于控制模塊101的同時，還通過無功補償總開關(guān) 105連接于變頻模塊102的輸出端、也即本實用新型變頻及無功補償綜合裝置的輸出端，該 可投切電容器組103接收控制模塊101所發(fā)送的無功補償控制消息，并根據(jù)該無功補償控 制消息，通過閉合著的無功補償總開關(guān)105對外提供并聯(lián)電容。而在維護或檢修可投切電 容器組103時，則可打開無功補償總開關(guān)，以使可投切電容器組103整體開路，便于操作人 員進行相關(guān)的作業(yè)。實際應(yīng)用中，本實施例變頻及無功補償綜合裝置的輸入端接市電、輸出端接三相 異步電機，旁路開關(guān)104處于打開狀態(tài)，無功補償總開關(guān)105處于閉合狀態(tài)，在該控制模塊 101發(fā)送空間矢量脈寬調(diào)制波至變頻模塊102以對變頻模塊102的逆變進行控制的同時， 該控制模塊101通過采集市電所提供的輸入交流電壓和輸入交流電流，獲取輸入功率，并 根據(jù)該輸入功率向可投切電容器組103發(fā)送無功補償控制消息，以使得該可投切電容器組 103向三相異步電機提供并聯(lián)電容，提高三相異步電機的功率因數(shù)，以減少三相異步電機的損耗。再者，控制模塊101通過采集變頻模塊102的故障信息實時監(jiān)測變頻模塊102，當(dāng)變 頻模塊102發(fā)生故障時，控制模塊101進行報警，這時操作人員可通過及時閉合旁路開關(guān) 104短路該變頻模塊102，以對該變頻模塊102維修。本實用新型的變頻及無功補償綜合裝置，通過變頻模塊連接于控制模塊，旁路開 關(guān)連接于變頻模塊的兩端，可投切電容器組連接于控制模塊并通過無功補償總開關(guān)連接于 變頻模塊的輸出端，實現(xiàn)了兼具變頻功能和無功補償功能的目的，該變頻及無功補償綜合 裝置具有集成度高，體積小的特點，能夠降低企業(yè)的購置設(shè)備成本、便于安裝和維護。圖2為本實用新型變頻及無功補償綜合裝置實施例二結(jié)構(gòu)示意圖。結(jié)合圖1和圖 2所示，在上述實施例一的基礎(chǔ)上，變頻模塊102包括不控整流模塊1021、直流母線1022和 逆變模塊1023;其中，不控整流模塊1021接通市電，通過對市電的輸入交流電壓進行不控整流，生成直 流電壓；直流母線1022連接于不控整流模塊1021，通過對直流電壓進行穩(wěn)壓，生成穩(wěn)定直 流電壓；再者，逆變模塊1023分別連接于直流母線1022和控制模塊101，接收控制模塊101 所發(fā)送的空間矢量脈寬調(diào)制波，并根據(jù)該空間矢量脈寬調(diào)制波對穩(wěn)定直流電壓進行逆變?？赏肚须娙萜鹘M103包括多個相串聯(lián)的可投切電容器子組1031 ；可投切電容器子 組1031包括一開關(guān)1032和一電容器1033，該開關(guān)1032和該電容器1033相串聯(lián)，且該開 關(guān)1032連接于控制模塊101。具體地，在一可投切電容器子組1031中開關(guān)1032的一端連 接于電容器1033 ；再者，對于整個可投切電容器組103，每個開關(guān)1032的另一端相連接且通 過無功補償總開關(guān)105連接于變頻模塊102的輸出端、也即本實用新型變頻及無功補償綜 合裝置的輸出端；并每個開關(guān)1032的閉合鍵連接于控制模塊101，控制模塊101根據(jù)市電 的輸入功率，通過發(fā)送無功補償控制消息邏輯選擇地控制多個開關(guān)1032的開合，使可投切 電容器組103向三相異步電機提供不同大小的并聯(lián)電容，最終提高三相異步電機的功率因 數(shù)，以減少三相異步電機的損耗。本實用新型的變頻及無功補償綜合裝置，通過變頻模塊的逆變模塊連接于控制模 塊，旁路開關(guān)連接于變頻模塊的兩端，可投切電容器組的多個開關(guān)相連接且通過無功補償 總開關(guān)連接于變頻模塊的輸出端，實現(xiàn)了兼具變頻功能和無功補償功能的目的，該變頻及 無功補償綜合裝置具有集成度高，體積小的特點，能夠降低企業(yè)的購置設(shè)備成本、便于安裝 和維護。最后應(yīng)說明的是以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案，而非對其限制； 盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解: 其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等 同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型各實施例技術(shù) 方案的精神和范圍。
權(quán)利要求1.一種變頻及無功補償綜合裝置，其特征在于，包括控制模塊、變頻模塊、可投切電容 器組、旁路開關(guān)和無功補償總開關(guān)；所述變頻模塊連接于所述控制模塊，用于對輸入交流電壓進行不控整流及穩(wěn)壓，生成 穩(wěn)定直流電壓，且接收所述控制模塊所發(fā)送的空間矢量脈寬調(diào)制波，并根據(jù)該空間矢量脈 寬調(diào)制波對所述穩(wěn)定直流電壓進行逆變；所述旁路開關(guān)連接于所述變頻模塊的兩端，用于所述變頻模塊處于故障狀態(tài)，短接該 變頻模塊；所述可投切電容器組連接于所述控制模塊并通過所述無功補償總開關(guān)連接于所述變 頻模塊的輸出端，用于接收所述控制模塊所發(fā)送的無功補償控制消息，并根據(jù)該無功補償 控制消息提供并聯(lián)電容；所述控制模塊用于發(fā)送空間矢量脈寬調(diào)制波；且根據(jù)輸入功率發(fā)送無功補償控制消息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變頻及無功補償綜合裝置，其特征在于，所述變頻模塊包括 不控整流模塊、直流母線和逆變模塊；所述不控整流模塊用于對輸入交流電壓進行不控整流，生成直流電壓； 所述直流母線連接于所述不控整流模塊，用于對所述直流電壓進行穩(wěn)壓，生成穩(wěn)定直 流電壓；所述逆變模塊分別連接于所述直流母線和控制模塊，用于接收所述控制模塊所發(fā)送的 空間矢量脈寬調(diào)制波，并根據(jù)該空間矢量脈寬調(diào)制波對所述穩(wěn)定直流電壓進行逆變。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變頻及無功補償綜合裝置，其特征在于，所述可投切電容器 組包括多個相串聯(lián)的可投切電容器子組；所述可投切電容器子組包括一開關(guān)和一電容器， 該開關(guān)和該電容器相串聯(lián)，且該開關(guān)連接于所述控制模塊。
專利摘要本實用新型提供一種變頻及無功補償綜合裝置，包括控制模塊、變頻模塊、可投切電容器組、旁路開關(guān)和無功補償總開關(guān)；變頻模塊連接于控制模塊，用于對輸入交流電壓進行不控整流及穩(wěn)壓，生成穩(wěn)定直流電壓，且接收控制模塊所發(fā)送的空間矢量脈寬調(diào)制波，并根據(jù)該空間矢量脈寬調(diào)制波對穩(wěn)定直流電壓進行逆變；旁路開關(guān)連接于變頻模塊的兩端，用于變頻模塊處于故障狀態(tài)短接該變頻模塊；可投切電容器組連接于控制模塊并通過無功補償總開關(guān)連接于變頻模塊的輸出端，用于接收控制模塊所發(fā)送的無功補償控制消息，并根據(jù)該無功補償控制消息提供并聯(lián)電容。本實用新型兼具變頻功能和無功補償功能，能夠降低企業(yè)的購置設(shè)備成本、便于安裝和維護。
文檔編號H02J3/18GK201839257SQ20102022337
公開日2011年5月18日 申請日期2010年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月4日
發(fā)明者馮小明, 劉權(quán), 姚學(xué)武, 姚長亮, 尚可, 李國東, 潘嶸, 高廣強, 齊文凱 申請人:北京博源普沃科技發(fā)展有限公司