具有變頻器軟啟動(dòng)電路和能耗制動(dòng)電路的電路裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種具有變頻器軟啟動(dòng)電路和能耗制動(dòng)電路的電路裝置，它包括繼電器、功率電阻、二極管、電解電容、制動(dòng)管，本電路裝置與直流母線電性連接，不僅可以限制變頻器在初始上電啟動(dòng)時(shí)的沖擊電流，以防充電電流過(guò)大造成前級(jí)整流單元和后級(jí)的平波電容損壞，還可以將直流母線電壓限制在一個(gè)合理的范圍內(nèi)，具有元件少、體積小、成本低等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】具有變頻器軟啟動(dòng)電路和能耗制動(dòng)電路的電路裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電氣領(lǐng)域，特別是指一種變頻器軟啟動(dòng)電路和能耗制動(dòng)電路，基于該電路，不僅可以限制變頻器在初始上電啟動(dòng)時(shí)的沖擊電流，還可以將直流母線電壓限制在一個(gè)合理的范圍內(nèi)。
【背景技術(shù)】
[0002]變頻器在初始上電時(shí)，由于后級(jí)平波電容的存在，若不做軟啟動(dòng)處理，在上電瞬間會(huì)有很大的充電電流，其電流之大遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了前級(jí)整流單元的電流承受能力，而且過(guò)大的充電電流也會(huì)對(duì)后級(jí)平波電容的使用壽命產(chǎn)生了很大影響。因此，需要對(duì)變頻器的整流單元和平波電容之間加軟啟動(dòng)電路，通常的做法是，在整流單元和平波電容之間加一繼電器，在繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)之間并聯(lián)一軟啟動(dòng)電阻。在變頻器上電啟動(dòng)時(shí)將被分為兩個(gè)階段，在第一個(gè)階段，直流母線電壓為零，繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)不閉合，整流單元通過(guò)軟啟動(dòng)電阻給平波電容充電，直流母線電壓逐漸升高，當(dāng)平波電容電壓上升到設(shè)定閥值時(shí)，第一階段的充電結(jié)束；在第二階段，直流母線電壓上升到設(shè)置的閥值，繼電器常開(kāi)觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)閉合，軟啟動(dòng)電阻被短路，整流單元通過(guò)繼電器閉合觸點(diǎn)給平波電容充電，直到直流母線電壓達(dá)到整流單元所能輸出的最大值，第二階段結(jié)束，變頻器軟啟動(dòng)結(jié)束。在第一階段，雖然整流單元輸出電壓與直流母線電壓有很大的電壓差，但是由于軟啟動(dòng)電阻的存在，限制了充電電流過(guò)大，在第二階段，整流單元輸出電壓與直流母線電壓壓差較小，雖少了電阻限流，充電電流也不會(huì)很大，這樣就避免了變頻器初始上電時(shí)大的沖擊電流的產(chǎn)生。
[0003]在變頻器中，還存在著能耗制動(dòng)電路，它包括制動(dòng)管、剎車電阻、二極管，用于將直流母線電壓限制在一個(gè)設(shè)定的范圍內(nèi)，其工作原理為，由于電機(jī)減速造成的能量回饋或其他原因引起直流母線電壓過(guò)高并超過(guò)設(shè)定閥值時(shí)，制動(dòng)管開(kāi)通，直流母線通過(guò)與制動(dòng)管串接在一起的剎車電阻放電，直流母線電壓降低，當(dāng)?shù)偷揭欢ㄩy值時(shí)，制動(dòng)管關(guān)閉，直流母線電壓持續(xù)上升，當(dāng)直流母線電壓過(guò)高并超過(guò)設(shè)定閥值時(shí)，制動(dòng)管又再次開(kāi)通，如此循環(huán)往復(fù)，保證了直流母線電壓穩(wěn)定在一個(gè)比較小的范圍內(nèi)。
[0004]上述做法也有一定的局限性，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，系統(tǒng)需要分別配備軟啟動(dòng)電阻和剎車電阻，且這兩個(gè)電阻都是功率電阻，不光體積大，成本也高。并且上述的軟啟動(dòng)電阻只是在上電瞬間起作用，其余時(shí)間由于繼電器室閉合是閉合的，所以就一直處在閑置狀態(tài)，元件的利用率很低，因此很不經(jīng)濟(jì)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型旨在解決上述問(wèn)題，提出了一種具有變頻器軟啟動(dòng)電路和能耗制動(dòng)電路的電路裝置，它既能保證變頻器的軟啟動(dòng)效果和能耗制動(dòng)效果，又避免了元件利用率低的問(wèn)題。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案為:[0007]—種具有變頻器軟啟動(dòng)電路和能耗制動(dòng)電路的電路裝置，包括繼電器、功率電阻、二極管、電解電容、制動(dòng)管，其特征在于:所述繼電器串聯(lián)連接在直流母線上，所述功率電阻與繼電器的常閉觸點(diǎn)電性連接，所述二極管的一端與繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)電性連接；剎車電阻和二極管的另一端與制動(dòng)管電性連接，電解電容并聯(lián)連接在直流母線上作為平波電容。
[0008]優(yōu)選的，在變頻器上電啟動(dòng)第一階段，繼電器不閉合，整流單元通過(guò)功率電阻、二極管給直流母線上的平波電容充電，直流母線電壓上升，當(dāng)直流母線電壓達(dá)到設(shè)定的閥值時(shí)，第一階段結(jié)束；在第二階段，繼電器閉合，剎車電阻和二極管組成的平波電容充電回路被短路，整流單元通過(guò)繼電器閉合觸點(diǎn)給平波電容充電。
[0009]優(yōu)選的，所述功率電阻，在變頻器上電啟動(dòng)時(shí)可作為軟啟動(dòng)電阻，在變頻器軟啟動(dòng)結(jié)束后，又可以作為剎車電阻。
[0010]本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下:在變頻器上電啟動(dòng)的第一階段，繼電器不閉合，整流單元通過(guò)功率電阻、二極管給直流母線上的平波電容充電，直流母線電壓上升，當(dāng)直流母線電壓達(dá)到設(shè)定的閥值時(shí)，第一階段結(jié)束；在第二階段，繼電器閉合，剎車電阻和二極管組成的平波電容充電回路被短路，整流單元通過(guò)繼電器閉合觸點(diǎn)給平波電容充電，直到直流母線電壓達(dá)到整流單元所能輸出的最大電壓。在整個(gè)充電過(guò)程中，第一階段由于功率電阻被串接在充電回路中，因此不會(huì)出現(xiàn)大的沖擊電流，第二階段由于整流單元輸出電壓與直流母線電壓壓差較小，大的充電電流也不會(huì)出現(xiàn)，從而實(shí)現(xiàn)了變頻器的軟啟動(dòng)功能。
[0011]進(jìn)一步的，在繼電器處于閉合狀態(tài)時(shí)，由于電機(jī)減速造成的能量回饋或其他原因引起直流母線電壓過(guò)高并超過(guò)設(shè)定閥值時(shí)，控制制動(dòng)管導(dǎo)通，平波電容通過(guò)繼電器閉合觸點(diǎn)、剎車電阻回路放電，平波電容兩端電壓下降，當(dāng)下降到指定閥值時(shí)，制動(dòng)管關(guān)閉，如此往復(fù)，保證了直流母線電壓穩(wěn)定在一個(gè)指定范圍內(nèi)。
[0012]進(jìn)一步的，所述制動(dòng)管為MOS管、IGBT管中的任一個(gè)。
[0013]進(jìn)一步的，為了保證電路裝置的軟啟動(dòng)效果，功率電阻的電阻不宜過(guò)?。煌瑫r(shí)又為了兼顧剎車制動(dòng)效果，功率電阻的電阻又不宜過(guò)大，因此功率電阻的電阻值范圍為10歐姆?100歐姆。
[0014]進(jìn)一步的，一種具有變頻器軟啟動(dòng)電路和能耗制動(dòng)電路的電路裝置，其中，所述二極管的最小正向電流為3安培。
[0015]本實(shí)用新型的有益成果為:軟啟動(dòng)電路和剎車電路復(fù)用一個(gè)功率電阻，減少了元件數(shù)量，減小了體積且降低了成本。
[0016]【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為變頻器常規(guī)軟啟動(dòng)電路和能耗制動(dòng)電路。
[0018]圖2為本實(shí)用新型提供的電路裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為使本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0020]實(shí)施實(shí)例I
[0021]如圖2所示，繼電器串接在直流母線上，功率電阻Rl與二極管Dl分別接繼電器的常閉觸點(diǎn)和常開(kāi)觸點(diǎn)，所述功率電阻Rl和二極管Dl的另一端接制動(dòng)管，電解電容El并接在直流母線上作為平波電容。
[0022]具體實(shí)現(xiàn)原理如下:在變頻器上電啟動(dòng)第一階段，繼電器不閉合，前級(jí)整流單元通
過(guò)該功率電阻R1、二極管Dl給平波電容El充電，充電電流為:，其中IJ為前

級(jí)整流單元的輸出電壓，Vf為二極管的正向管壓降，R為功率電阻Rl的阻值；當(dāng)平波電容El的電壓達(dá)到一定值匕時(shí)，繼電器閉合，第一階段結(jié)束；在第二階段，功率電阻Rl和二極管Dl組成的平波電容充電回路被繼電器閉合觸點(diǎn)短路掉，整流單元通過(guò)繼電器觸點(diǎn)給平波電容El充電，直到平波電容的電壓達(dá)到整流單元所能輸出的最大電壓值，第二階段結(jié)束。在整個(gè)充電過(guò)程中，第一階段由于功率電阻被串接在充電回路中作為軟啟動(dòng)電阻，因此不會(huì)出現(xiàn)大的沖擊電流，第二階段由于整流單元輸出電壓與直流母線電壓壓差較小，大的充電電流也不會(huì)出現(xiàn)，從而實(shí)現(xiàn)了變頻器的軟啟動(dòng)功能。
[0023]實(shí)施實(shí)例2
[0024]如圖2所示，在繼電器處于閉合狀態(tài)時(shí)，由于電機(jī)減速造成的能量回饋或其他原
因引起直流母線電壓過(guò)高并超過(guò)設(shè)定高閥值時(shí)，制動(dòng)管β?導(dǎo)通，平波電容El通過(guò)繼電器
閉合觸點(diǎn)、功率電阻Rl組成的回路放電，直流母線電壓下降，當(dāng)下降到指定低閥值時(shí)，制動(dòng)
管關(guān)閉，此時(shí)直流母線電壓將又將升高，當(dāng)超過(guò)設(shè)定高閥值時(shí)，制動(dòng)管G1I又再次導(dǎo)通，如此
往復(fù)，保證了直流母線電壓穩(wěn)定在一個(gè)指定范圍內(nèi)。在該過(guò)程中，功率電阻Rl的作用為剎車電阻。
[0025]進(jìn)一步的，所述二極管Dl在該過(guò)程中的作用是:為功率電阻Rl上的寄生電感提供能量釋放回路，以防在制動(dòng)管01關(guān)閉時(shí)，功率電阻Rl上的寄生電感引起的電壓尖峰損壞制動(dòng)管。
[0026]以上所述是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型所述原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種具有變頻器軟啟動(dòng)電路和能耗制動(dòng)電路的電路裝置，包括繼電器、功率電阻、二極管、電解電容、制動(dòng)管，其特征在于: 所述繼電器串聯(lián)連接在直流母線上，所述功率電阻與繼電器的常閉觸點(diǎn)電性連接，所述二極管的一端與繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)電性連接； 剎車電阻和二極管的另一端與制動(dòng)管電性連接，電解電容并聯(lián)連接在直流母線上作為平波電容。
2.如權(quán)利要求1所述的電路裝置，其特征在于: 在變頻器上電啟動(dòng)第一階段，繼電器不閉合，整流單元通過(guò)功率電阻、二極管給直流母線上的平波電容充電，直流母線電壓上升，當(dāng)直流母線電壓達(dá)到設(shè)定的閥值時(shí)，第一階段結(jié)束； 在第二階段，繼電器閉合，剎車電阻和二極管組成的平波電容充電回路被短路，整流單元通過(guò)繼電器閉合觸點(diǎn)給平波電容充電。
3.如權(quán)利要求1所述的電路裝置，其特征在于: 所述功率電阻，在變頻器上電啟動(dòng)時(shí)可作為軟啟動(dòng)電阻，在變頻器軟啟動(dòng)結(jié)束后，又可以作為剎車電阻。
4.如權(quán)利要求1所述的電路裝置，其中，所述制動(dòng)管為MOS管、IGBT管中的任一個(gè)。
5.如權(quán)利要求1所述的電路裝置，其中，所述功率電阻的阻值范圍為10歐姆?100歐姆。
6.如權(quán)利要求1所述的電路裝置，其中，所述二極管，其最小正向電流為3安培。
【文檔編號(hào)】H02M1/36GK203827170SQ201420237537
【公開(kāi)日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年5月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月12日
【發(fā)明者】劉迎春, 魏華峰 申請(qǐng)人:江蘇新瑞峰信息科技有限公司