專利名稱：高壓能耗控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及變頻器保護(hù)裝置，具體是一種高壓能耗控制裝置。
背景技術(shù)：
近年來，隨著變頻器的發(fā)展及應(yīng)用，不同的工況對變頻器的保護(hù)提出了不同的要 求，例如目前風(fēng)場的工作環(huán)境對風(fēng)力發(fā)電變頻器的保護(hù)要求就很高，而傳統(tǒng)的變頻器保護(hù) 裝置由于其結(jié)構(gòu)上的缺陷，已遠(yuǎn)不能滿足上述保護(hù)要求。傳統(tǒng)的變頻器保護(hù)裝置包括主控 制箱，主控制箱負(fù)責(zé)對變頻器的直流母線進(jìn)行檢測，當(dāng)檢測到變頻器的直流母線過壓或過 流時(shí)，主控制箱通過發(fā)出停止脈沖來使發(fā)電機(jī)停止工作，從而使變頻器停止工作，保護(hù)變頻 器不受損壞。傳統(tǒng)變頻器保護(hù)裝置的缺點(diǎn)在于一旦主控制箱自身掉電，即主控制箱無法正 常工作，變頻器就會失去保護(hù)，因而有必要發(fā)明一種不受自身掉電影響的變頻器保護(hù)裝置。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型為了解決傳統(tǒng)變頻器保護(hù)裝置一旦掉電即無法保護(hù)變頻器的問題，提 供了一種高壓能耗控制裝置。 本實(shí)用新型是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的高壓能耗控制裝置，包括開關(guān)電源、與開 關(guān)電源相連的過壓檢測及晶閘管驅(qū)動(dòng)電路、以及與過壓檢測及晶閘管驅(qū)動(dòng)電路相連的半橋 電路；過壓檢測及晶閘管驅(qū)動(dòng)電路設(shè)有兩外部觸發(fā)接受端和兩信號輸出端，開關(guān)電源的兩 輸入端與過壓檢測及晶閘管驅(qū)動(dòng)電路的兩電壓采樣端相連，開關(guān)電源的兩輸出端與過壓檢 測及晶閘管驅(qū)動(dòng)電路的兩電源端相連，過壓檢測及晶閘管驅(qū)動(dòng)電路的六個(gè)觸發(fā)信號端與半 橋電路的六個(gè)觸發(fā)端一一相連。所述開關(guān)電源為現(xiàn)有公知產(chǎn)品，可由市面購得；所述過壓檢 測及晶閘管驅(qū)動(dòng)電路、半橋電路均為本領(lǐng)域技術(shù)人員容易實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)，可以有多種結(jié)構(gòu)變 形。 使用時(shí)，變頻器的輸入端與發(fā)電機(jī)的輸出端相連；將開關(guān)電源的輸入端、過壓檢測 及晶閘管驅(qū)動(dòng)電路的電壓采樣端分別與變頻器的直流母線相連，將過壓檢測及晶閘管驅(qū)動(dòng) 電路的兩外部觸發(fā)接受端與主控制箱的信號輸出端相連，將過壓檢測及晶閘管驅(qū)動(dòng)電路的 信號輸出端與主控制箱的兩信號輸入端相連；將半橋電路的輸入端與發(fā)電機(jī)的輸出端相 連； 具體工作過程如下變頻器啟動(dòng)后，開關(guān)電源將變頻器直流母線上的高壓直流電 轉(zhuǎn)換成低壓直流電，低壓直流電經(jīng)由過壓檢測及晶閘管驅(qū)動(dòng)電路的兩電源端來為過壓檢測 及晶閘管驅(qū)動(dòng)電路供電；這樣，即使主控制箱因外部故障突然掉電，過壓檢測及晶閘管驅(qū)動(dòng) 電路也能正常工作，對變頻器形成保護(hù)； 當(dāng)過壓檢測及晶閘管驅(qū)動(dòng)電路的電壓采樣端檢測到變頻器的直流母線過壓時(shí)，過 壓檢測及晶閘管驅(qū)動(dòng)電路便會觸發(fā)半橋電路，半橋電路隨即停止變頻器工作；在此過程中， 過壓檢測及晶閘管驅(qū)動(dòng)電路通過兩信號輸出端報(bào)故障給主控制箱，主控制箱隨后發(fā)出停止 脈沖，停止發(fā)電機(jī)工作；
3[0008] 當(dāng)變頻器的直流母線未發(fā)生過壓而發(fā)生過流時(shí)，主控制箱會檢測到過流，并通過 其信號輸出端向過壓檢測及晶閘管驅(qū)動(dòng)電路發(fā)出信號，過壓檢測及晶閘管驅(qū)動(dòng)電路由此觸 發(fā)半橋電路開始工作，半橋電路隨即停止變頻器工作；在此過程中，過壓檢測及晶閘管驅(qū)動(dòng) 電路同樣通過兩信號輸出端報(bào)故障給主控制箱，主控制箱隨后發(fā)出停止脈沖，停止發(fā)電機(jī) 工作。 本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理，使用方便，通過一系列結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)，有效解決了傳統(tǒng)變頻 器保護(hù)裝置一旦掉電即無法保護(hù)變頻器的問題，適用于各類不同工況下的變頻器保護(hù)。
圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是本實(shí)用新型的過壓檢測及晶閘管驅(qū)動(dòng)電路的原理圖。 圖3是本實(shí)用新型的半橋電路的原理圖。
具體實(shí)施方式高壓能耗控制裝置，包括開關(guān)電源N5、與開關(guān)電源N5相連的過壓檢測及晶閘管驅(qū) 動(dòng)電路N4、以及與過壓檢測及晶閘管驅(qū)動(dòng)電路N4相連的半橋電路N6 ;過壓檢測及晶閘管驅(qū) 動(dòng)電路N4設(shè)有兩外部觸發(fā)接受端X15、 X16和兩信號輸出端X17、 X18，開關(guān)電源N5的兩輸 入端XI、 X2與過壓檢測及晶閘管驅(qū)動(dòng)電路N4的兩電壓采樣端X7、 X8相連，開關(guān)電源N5的 兩輸出端X3、X4與過壓檢測及晶閘管驅(qū)動(dòng)電路N4的兩電源端X5、X6相連，過壓檢測及晶閘 管驅(qū)動(dòng)電路N4的六個(gè)觸發(fā)信號端X9、X10、X11、X12、X13、X14與半橋電路N6的六個(gè)觸發(fā)端 1K、1G、2K、2G、3K、3G——相連; 所述過壓檢測及晶閘管驅(qū)動(dòng)電路N4包括電壓采樣電路、隔離觸發(fā)電路、震蕩和 邏輯轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)放大電路、三路脈沖觸發(fā)電路；所述電壓采樣電路包括第一光電耦合器K1， 第一光電耦合器Kl的輸入端通過電阻與兩電壓采樣端X7、 X8相連；所述震蕩和邏輯轉(zhuǎn)換 驅(qū)動(dòng)放大電路包括第一與非門_第八與非門0^-020、第一達(dá)林頓管-第十六達(dá)林頓管 U1A-U2H，第一與非門D1A的兩輸入端均與過壓檢測及晶閘管驅(qū)動(dòng)電路N4的正電源端X5和 第一光電耦合器K1的輸出端相連，第一與非門D1A的輸出端與第四與非門D1D的輸入端相 連，第四與非門DID的輸出端與第三與非門D1C的一輸入端相連，第三與非門D1C的輸出 端、第二與非門D1B的輸出端分別與第五與非門D2A的兩輸入端相連，第五與非門D2A的輸 出端分別與第六與非門D2B的輸入端、第七與非門D2C的輸入端、第八與非門D2D的輸入端 相連；第一達(dá)林頓管_第四達(dá)林頓管U1A-U1D的輸入端分別與第三與非門D1C的輸出端相 連，第一達(dá)林頓管-第四達(dá)林頓管UlA-UlD的輸出端與過壓檢測及晶閘管驅(qū)動(dòng)電路N4的正 電源端X5之間連接有繼電器K3，繼電器K3的一組常開觸點(diǎn)分別與過壓檢測及晶閘管驅(qū)動(dòng) 電路N4的兩信號輸出端X17、X18相連；第五達(dá)林頓管-第八達(dá)林頓管U1E-U1H的輸入端分 別與第六與非門D2B的輸出端相連，第九達(dá)林頓管_第十二達(dá)林頓管^八^20的輸入端分 別與第八與非門D2D的輸出端相連，第十三達(dá)林頓管-第十六達(dá)林頓管^￡^211的輸入端 分別與第七與非門D2C的輸出端相連；所述隔離觸發(fā)電路包括第二光電耦合器K2，第二光 電耦合器K2的輸入端通過電阻、穩(wěn)壓管與過壓檢測及晶閘管驅(qū)動(dòng)電路N4的兩外部觸發(fā)接 受端X15、X16相連，第二光電耦合器K2的輸出端通過電阻與第三與非門D1C的另一輸入端相連；所述三路脈沖觸發(fā)電路包括第一變壓器-第三變壓器Tl-T3，第一變壓器Tl的輸入 端與第五達(dá)林頓管_第八達(dá)林頓管U1E-U1H的輸出端相連，第二變壓器T2的輸入端與第九 達(dá)林頓管-第十二達(dá)林頓管U2A-U2D的輸出端相連，第三變壓器T3的輸入端與第十三達(dá)林 頓管_第十六達(dá)林頓管U2E-U2H的輸出端相連； 所述半橋電路N6包括由第一晶閘管_第三晶閘管Dl-D3和二極管組成的半橋整 流電路；半橋整流電路的兩直流端之間連接有高壓能耗電阻R ; 當(dāng)過壓檢測及晶閘管驅(qū)動(dòng)電路N4的兩電壓采樣端X7、X8檢測到直流母線過壓時(shí)， 第一光電耦合器K1導(dǎo)通，第一與非門D1A的兩輸入端由高電平變?yōu)榈碗娖?，第四與非門D1D 的輸出端為低電平，第三與非門D1C的輸出端為高電平； 當(dāng)直流母線未發(fā)生過壓而發(fā)生過流時(shí)，主控制箱N7通過其信號輸出端向過壓檢 測及晶閘管驅(qū)動(dòng)電路N4發(fā)出信號，即在過壓檢測及晶閘管驅(qū)動(dòng)電路N4的兩外部觸發(fā)接受 端X15、X16之間加電壓，使得第二光電耦合器K2導(dǎo)通，此時(shí)與第二光電耦合器K2的輸出端 相連的第三與非門D1C的另一輸入端為低電平，第三與非門D1C的輸出端同樣為高電平； 第三與非門D1C的輸出端為高電平導(dǎo)致第一達(dá)林頓管-第四達(dá)林頓管U1A-U1D導(dǎo) 通，第二與非門D1B的輸出端始終為高電平，第五與非門D2A的輸出端為低電平，第六與非 門D2B的輸出端、第七與非門D2C的輸出端、第八與非門D2D的輸出端均為高電平，使得第 五達(dá)林頓管_第八達(dá)林頓管U1E-U1H、第九達(dá)林頓管-第十二達(dá)林頓管U2A-U2D、第十三達(dá) 林頓管_第十六達(dá)林頓管U2E-U2H的輸出端均為低電平，第一變壓器Tl、第二變壓器T2、第 三變壓器T3隨即通電，第一變壓器Tl、第二變壓器T2、第三變壓器T3的輸出端產(chǎn)生電壓， 并通過半橋電路N6的六個(gè)觸發(fā)端1K、1G、2K、2G、3K、3G使第一晶閘管-第三晶閘管D1-D3 均導(dǎo)通，由此使高壓能耗電阻R串接在發(fā)電機(jī)的輸出回路中，即成為發(fā)電機(jī)的負(fù)載，進(jìn)而導(dǎo) 致變頻器短路，從而使變頻器停止工作；在此過程中，由于第一達(dá)林頓管-第四達(dá)林頓管 U1A-U1D的輸出端均為低電平，繼電器K3得電，其與過壓檢測及晶閘管驅(qū)動(dòng)電路N4的兩信 號輸出端X17、 X18相連的常開觸點(diǎn)閉合，使得主控制箱N7的兩信號輸入端接通，由此使主 控制箱N7發(fā)出停止脈沖，停止發(fā)電機(jī)工作； 具體實(shí)施時(shí)，第一光電耦合器Kl、第二光電耦合器K2、第一變壓器Tl、第二變壓器 T2、第三變壓器T3都配置有相應(yīng)的外圍電路，外圍電路的設(shè)置對本領(lǐng)域技術(shù)人員來講是公 知的。
權(quán)利要求一種高壓能耗控制裝置，其特征在于包括開關(guān)電源(N5)、與開關(guān)電源(N5)相連的過壓檢測及晶閘管驅(qū)動(dòng)電路(N4)、以及與過壓檢測及晶閘管驅(qū)動(dòng)電路(N4)相連的半橋電路(N6)；過壓檢測及晶閘管驅(qū)動(dòng)電路(N4)設(shè)有兩外部觸發(fā)接受端(X15、X16)和兩信號輸出端(X17、X18)，開關(guān)電源(N5)的兩輸入端(X1、X2)與過壓檢測及晶閘管驅(qū)動(dòng)電路(N4)的兩電壓采樣端(X7、X8)相連，開關(guān)電源(N5)的兩輸出端(X3、X4)與過壓檢測及晶閘管驅(qū)動(dòng)電路(N4)的兩電源端(X5、X6)相連，過壓檢測及晶閘管驅(qū)動(dòng)電路(N4)的六個(gè)觸發(fā)信號端(X9、X10、X11、X12、X13、X14)與半橋電路(N6)的六個(gè)觸發(fā)端(1K、1G、2K、2G、3K、3G)一一相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓能耗控制裝置，其特征在于所述過壓檢測及晶閘管驅(qū)動(dòng)電路(N4)包括電壓采樣電路、隔離觸發(fā)電路、震蕩和邏輯轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)放大電路、三路脈沖 觸發(fā)電路；所述電壓采樣電路包括第一光電耦合器(Kl)，第一光電耦合器(Kl)的輸入端 通過電阻與兩電壓采樣端(X7、X8)相連；所述震蕩和邏輯轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)放大電路包括第一與非 門-第八與非門(DlA-D2D)、第一達(dá)林頓管-第十六達(dá)林頓管(U1A-U2H)，第一與非門(D1A) 的兩輸入端均與過壓檢測及晶閘管驅(qū)動(dòng)電路(N4)的正電源端(X5)和第一光電耦合器(Kl) 的輸出端相連，第一與非門(D1A)的輸出端與第四與非門(DID)的輸入端相連，第四與非門 (DID)的輸出端與第三與非門(D1C)的一輸入端相連，第三與非門(D1C)的輸出端、第二與 非門(DIB)的輸出端分別與第五與非門(D2A)的兩輸入端相連，第五與非門(D2A)的輸出 端分別與第六與非門(D2B)的輸入端、第七與非門(D2C)的輸入端、第八與非門(D2D)的輸 入端相連；第一達(dá)林頓管-第四達(dá)林頓管(U1A-U1D)的輸入端分別與第三與非門(D1C)的 輸出端相連，第一達(dá)林頓管-第四達(dá)林頓管(U1A-U1D)的輸出端與過壓檢測及晶閘管驅(qū)動(dòng) 電路(N4)的正電源端(X5)之間連接有繼電器(K3)，繼電器(K3)的一組常開觸點(diǎn)分別與 過壓檢測及晶閘管驅(qū)動(dòng)電路(N4)的兩信號輸出端(X17、X18)相連；第五達(dá)林頓管-第八 達(dá)林頓管(U1E-U1H)的輸入端分別與第六與非門(D2B)的輸出端相連，第九達(dá)林頓管-第 十二達(dá)林頓管(U2A-U2D)的輸入端分別與第八與非門(D2D)的輸出端相連，第十三達(dá)林頓 管-第十六達(dá)林頓管(U2E-U2H)的輸入端分別與第七與非門(D2C)的輸出端相連；所述隔 離觸發(fā)電路包括第二光電耦合器(K2)，第二光電耦合器(K2)的輸入端通過電阻、穩(wěn)壓管與 過壓檢測及晶閘管驅(qū)動(dòng)電路(N4)的兩外部觸發(fā)接受端(X15、 X16)相連，第二光電耦合器 (K2)的輸出端通過電阻與第三與非門(D1C)的另一輸入端相連；所述三路脈沖觸發(fā)電路包 括第一變壓器-第三變壓器(Tl-T3)，第一變壓器(Tl)的輸入端與第五達(dá)林頓管-第八達(dá) 林頓管(U1E-U1H)的輸出端相連，第二變壓器(T2)的輸入端與第九達(dá)林頓管-第十二達(dá)林 頓管(U2A-U2D)的輸出端相連，第三變壓器(T3)的輸入端與第十三達(dá)林頓管_第十六達(dá)林 頓管(U2E-U2H)的輸出端相連。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓能耗控制裝置，其特征在于所述半橋電路(N6)包括由 第一晶閘管-第三晶閘管(Dl-D3)和二極管組成的半橋整流電路；半橋整流電路的兩直流 端之間連接有高壓能耗電阻(R)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及變頻器保護(hù)裝置，具體是一種高壓能耗控制裝置。解決了傳統(tǒng)變頻器保護(hù)裝置一旦掉電即無法保護(hù)變頻器的問題。高壓能耗控制裝置包括開關(guān)電源、與開關(guān)電源相連的過壓檢測及晶閘管驅(qū)動(dòng)電路、以及與過壓檢測及晶閘管驅(qū)動(dòng)電路相連的半橋電路；過壓檢測及晶閘管驅(qū)動(dòng)電路設(shè)有兩外部觸發(fā)接受端和兩信號輸出端，開關(guān)電源的兩輸入端與過壓檢測及晶閘管驅(qū)動(dòng)電路的兩電壓采樣端相連，開關(guān)電源的兩輸出端與過壓檢測及晶閘管驅(qū)動(dòng)電路的兩電源端相連，過壓檢測及晶閘管驅(qū)動(dòng)電路的六個(gè)觸發(fā)信號端與半橋電路的六個(gè)觸發(fā)端一一相連。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理，使用方便，適用于各類不同工況下的變頻器保護(hù)。
文檔編號H02H7/125GK201504094SQ20092021725
公開日2010年6月9日 申請日期2009年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月19日
發(fā)明者司軍民, 孫建平, 岳文開, 曹懷亮, 李康樂, 趙安定 申請人:永濟(jì)新時(shí)速電機(jī)電器有限責(zé)任公司