專利名稱：具有能量回饋功能的電機控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及變頻器領域，更具體地說，涉及一種具有能量回饋功能的電機控制裝置。
背景技術：
變頻器(Variable-frequency Drive,VFD)是應用變頻技術與微電子技術,通過改變電機工作電源頻率方式來控制交流電動機的電力控制設備。隨著工業(yè)自動化程度的不斷提高，變頻器也得到了非常廣泛的應用。能量回饋單元可以實現(xiàn)變頻器與電網(wǎng)之間能量的雙向流動，一方面可以通過電能轉(zhuǎn)化成機械能，控制電機的運行；另一方面可以將機械能轉(zhuǎn)化成電能，實現(xiàn)能量回饋給電網(wǎng)，達到節(jié)能的效果。如圖1所示，為回饋單元11和變頻器12組成的框圖，回饋單元11接于在變頻器12與電網(wǎng)之間。能量的雙向流動通過變頻器12與回饋單元11之間連接的母線實現(xiàn)，如圖2所示，當電機處于電動狀態(tài)時，電網(wǎng)能量經(jīng)母線傳輸變頻器12控制電機運行；當電機處于發(fā)電狀態(tài)時，能量通過變頻器12經(jīng)母線進入回饋單元11，再回饋給電網(wǎng)。然而，上述系統(tǒng)存在環(huán)流比較大的問題，在能量回饋給電網(wǎng)時有很大諧波，將造成很大影響。當電機處于發(fā)電狀態(tài)，能量從電機經(jīng)變頻器逆變橋，再到回饋單元，最后回饋給電網(wǎng)。這時，回饋單元和變頻器的整流二極管就組成一個回路，環(huán)流因而產(chǎn)生。這種環(huán)流如圖3和圖4所示，能明顯可以看出這種環(huán)流的走向，在三相中都能形成。另外，由于在回饋單元和變頻器之間使用二極管，這種回饋電路只能是單向流動，存在一個很大弊端，并且當變頻器整流橋二極管由于某些原因出現(xiàn)失效時(雖然出現(xiàn)這種情況的幾率很小，但還是會存在)，整個電路就不能工作，特別是在非常緊急的情況下，會嚴重影響生產(chǎn)，造成較大損失。
實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術問題在于，針對上述變頻器能量回饋存在較大環(huán)流及變頻器整流二極管失效而導致電路無法工作的問題，提供一種具有能量回饋功能的電機控制裝置。本實用新型解決上述技術問題的技術方案是，提供一種具有能量回饋功能的電機控制裝置，包括變頻器和回饋單元，所述電機控制裝置還包括電抗器，且該電抗器包括第一電感和第二電感，其中:所述第一電感的兩端分別連接變頻器的正直流母線和回饋單元的正直流母線；所述第二電感的兩端分別連接變頻器的負直流母線和回饋單元的負直流母線。在本實用新型所述的具有能量回饋功能的電機控制裝置中，所述回饋單元的前端具有LCL濾波電路并經(jīng)由所述LCL濾波電路連接電網(wǎng)。在本實用新型所述的具有能量回饋功能的電機控制裝置中，所述回饋單元包括三路電流轉(zhuǎn)換子單元及接于正直流母線和負直流母線之間的儲能電容，每一路電流轉(zhuǎn)換子單元包括由第一 IGBT模塊和第二 IGBT模塊組成的上下橋臂，其中第一 IGBT模塊的集電極連接到回饋單元的正直流母線、發(fā)射極與第二 IGBT模塊的集電極相連并連接到LCL濾波電路，第二 IGBT模塊的發(fā)射極連接到回饋單元的負直流母線。本實用新型的具有能量回饋功能的電機控制裝置具有以下有益效果:通過在變頻器的直流母線和回饋單元的直流母線之間增加電抗器，可使環(huán)流得到充分抑制，同時在變頻器整流二極管失效時也可通過簡單改變裝置使回饋單元進行整流，保證整個系統(tǒng)正常工作。
圖1是現(xiàn)有變頻器能量回饋系統(tǒng)的實現(xiàn)原理圖。圖2是圖1中變頻器能量回饋系統(tǒng)的電路圖。圖3是圖1中變頻器能量回饋系統(tǒng)中環(huán)流的示意圖。圖4是圖1中變頻器能量回饋系統(tǒng)中另一環(huán)流的示意圖。圖5是本實用新型具有能量回饋功能的電機控制裝置實施例的示意圖。圖6是圖5中具有能量回饋功能的電機控制裝置實現(xiàn)的電路圖。
具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。如圖5-6所示，是本實用新型具有能量回饋功能的電機控制裝置實施例的示意圖。本實施例中的電機控制裝置包括變頻器53、回饋單元51以及電抗器52，其中變頻器53的整流單元連接到電網(wǎng)，回饋單元51也連接到電網(wǎng)。上述的回饋單元51和變頻器53都可以是現(xiàn)有的通用設備。電抗器52接于回饋單元51和變頻器53之間，且該電抗器52包括第一電感和第二電感，其中第一電感的兩端分別連接變頻器53的正直流母線和回饋單元51的正直流母線；第二電感的兩端分別連接變頻器53的負直流母線和回饋單元51的負直流母線。通過上述連接方式，電能和機械能即可實現(xiàn)雙向流動。上述具有能量回饋功能的電機控制裝置通過在回饋單元51和變頻器53的直流母線之間增加電抗器52，可以有效抑制環(huán)流，且結(jié)構簡單，易于實現(xiàn)。此外，上述具有能量回饋功能的電機控制裝置，去掉了回饋單元51和變頻器53的直流母線之間的二極管，可有效避免能量單向流動造成的影響。在緊急情況下，即使變頻器53的整流二極管出現(xiàn)問題，也可以通過回饋單元51進行整流，即回饋單元51同時具備整流和逆變的功能，這樣整個裝置就變?yōu)樗南笙薜墓ぷ髂Ｊ健Ｔ谏鲜龅木哂心芰炕仞伖δ艿碾姍C控制裝置中，回饋單元51的前端具有LCL濾波電路54并經(jīng)由該LCL濾波電路54連接電網(wǎng)。通過LCL濾波電路54，可有效提高回饋到電網(wǎng)的電流的質(zhì)量。具體地，上述回饋單元54包括三路電流轉(zhuǎn)換子單元及接于正直流母線和負直流母線之間的儲能電容，每一路電流轉(zhuǎn)換子單元包括由第一 IGBT模塊和第二 IGBT模塊組成的上下橋臂，其中第一 IGBT模塊的集電極連接到回饋單元的正直流母線、發(fā)射極與第二IGBT模塊的集電極相連并連接到LCL濾波電路，第二 IGBT模塊的發(fā)射極連接到回饋單元的負直流母線。當回饋單元51中上橋臂IGBT模塊開通時，電網(wǎng)經(jīng)變頻器53的整流二極管，通過變頻器的正直流母線流經(jīng)回饋單元51的IGBT模塊，再經(jīng)電感L2、L1流回電網(wǎng)，從而形成一個環(huán)流；當回饋單元51中的下橋臂IGBT模塊開通時，電網(wǎng)經(jīng)電感L1、L2通過回饋單元51的IGBT模塊進入變頻器的負直流母線，再經(jīng)變頻器的整流二極管流回電網(wǎng)，也形成一個環(huán)流。而在環(huán)流流過變頻器53的直流母線和回饋單元51的直流母線之間的電抗器時，該電抗器可以有效減小環(huán)流，使環(huán)流得到充分地抑制。以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式
，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護范圍應該以權利要求的保護范圍為準。
權利要求1.一種具有能量回饋功能的電機控制裝置，包括變頻器和回饋單元，其特征在于:所述電機控制裝置還包括電抗器，且該電抗器包括第一電感和第二電感，其中:所述第一電感的兩端分別連接變頻器的正直流母線和回饋單元的正直流母線；所述第二電感的兩端分別連接變頻器的負直流母線和回饋單元的負直流母線。
2.根據(jù)權利要求1所述的具有能量回饋功能的電機控制裝置，其特征在于:所述回饋單元的前端具有LCL濾波電路并經(jīng)由所述LCL濾波電路連接電網(wǎng)。
3.根據(jù)權利要求2所述的具有能量回饋功能的電機控制裝置，其特征在于:所述回饋單元包括三路電流轉(zhuǎn)換子單元及接于正直流母線和負直流母線之間的儲能電容，每一路電流轉(zhuǎn)換子單元包括由第一 IGBT模塊和第二 IGBT模塊組成的上下橋臂，其中第一 IGBT模塊的集電極連接到回饋單元的正直流母線、發(fā)射極與第二 IGBT模塊的集電極相連并連接到LCL濾波電路，第二 IGBT模塊的發(fā)射極連接到回饋單元的負直流母線。
專利摘要本實用新型提供了一種具有能量回饋功能的電機控制裝置，包括變頻器和回饋單元，所述電機控制裝置還包括電抗器，且該電抗器包括第一電感和第二電感，其中所述第一電感的兩端分別連接變頻器的正直流母線和回饋單元的正直流母線；所述第二電感的兩端分別連接變頻器的負直流母線和回饋單元的負直流母線。本實用新型通過在變頻器的直流母線和回饋單元的直流母線之間增加電抗器，可使環(huán)流得到充分抑制，同時在變頻器整流二極管失效時也可通過簡單改變裝置使回饋單元進行整流，保證整個系統(tǒng)正常工作。
文檔編號H02J3/38GK203026963SQ201220740069
公開日2013年6月26日 申請日期2012年12月28日 優(yōu)先權日2012年12月28日
發(fā)明者李運德, 楊雙飛, 駱薇薇, 沈敏泉 申請人:深圳市匯川技術股份有限公司, 蘇州匯川技術有限公司, 蘇州默納克控制技術有限公司