[实用新型]具有充电功能的交流电动机驱动装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种具有充电功能的交流电动机驱动装置。

背景技术

对于交流电动机转速或转矩的调节，现如今最常用的就是变频器控制的鼠笼式交流电动机，以下称之为交流电动机驱动装置。

目前最常见的变频器类型是电压控制的PWM（脉冲宽度调制），该变频器首先对交流电源电压进行调节，然后在中间回路中通过具有高电容的电容器进行过滤，以产生恒定的直流电压，最后通过逆变桥逆变成可调的交流输出电压，该电压所含脉冲的幅值达到恒定的中间回路直流电压。

在某些应用中，比如电梯，交流电动机驱动装置无需时刻工作，不过须时刻准备就绪，在接到启动命令后，能立即运行。快速启动的要求是，装置处在待机状态期间，变频器须带电，即在运行状态时，通过控制逻辑单元始终与交流电压源连接。

另一方面，一般对低能耗损失有要求，也就是说在此类交流电动机驱动装置应用中（大多数时候可能处于闲置状态），应将驱动单元的待机功耗降至最低。通常，在待机状态时，PWM变频器消耗的功率主要由辅助电源及中间直流回路的平衡电阻器提供。辅助电源将中间直流回路的高电压（该电压在正常输送电压水平可能达到数百伏）逆变成较低的隔离电压，比如控制逻辑回路、测量回路、门驱动器回路所需的5V和15V。例如，在100 kW现代驱动装置中，运行期间该回路的功耗数量级可能为50W。在待机状态下，该功耗可能降至25W，主要是因为冷却风扇及门驱动器停止运行。如果仍要求保持较低的待机功耗，则可通过继电器等闭合不必要的回路，该解决方案增加了部件数量，因而成本高。平衡电阻器用于平衡变频器中间直流回路中的串联电容器电压。使用的是最常见的电容器类型-电解质电容器时，电容器通常必须串联。比如，在100 kW现代驱动装置中，平衡电阻器功率损耗数量级可能约为30W。功率损耗与驱动装置运行状态无关。

实用新型内容

本实用新型提供了一种具有充电功能的交流电动机驱动装置，能降低功耗（特别是平衡电阻器的功耗），从而克服了现有方法存在的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有充电功能的交流电动机驱动装置，由一交流电动机、一变频器，及一位于交流供电网和变频器之间的总开关组成，所述变频器包括一整流器、一带可控开关的逆变器、一带电容器单元的中间直流回路、一控制所述变频器运行的控制单元，及一用于给所述中间直流回路的电容器单元进行充电的充电装置，所述充电装置包括与所述中间直流回路电性连接、并为所述电容器单元提供恒定充电电流的调节电源，所述总开关控制所述调节电源的运行。

优选的，所述的调节电源为提供可调或可程控恒定电流的电源。

优选的，所述的调节电源包括能为恒定电流源和巴克型逆变器提供直流电压的直流电压源，以及一连接到所述直流电压源的电源开关、一连接到所述直流中间回路的正、负极的续流二极管、一连接到所述中间直流回路的电抗器。

优选的，所述的直流电压源包括与至少两个电源电压相连接的整流桥电路。

优选的，所述的电源开关与一起控制作用的调节控制器、及一进行电流测量的电流表电性连接。

本实用新型的有益效果是：中间直流回路电压的降低增大了交流电动机驱动装置从待机状态到运行状态的转换时间；在中间直流回路电压上升到正常运行电压的过程中，即当变频器与供电网相连、或从待机状态恢复时，调节电源将提供其容量范围内的最高充电电流，从而解决了现有技术的问题；可以缩短和精确预测充电时间，从而估计出交流电动机驱动装置的启动时间；因为中间直流回路在闭合总开关前可以充电到全电压，所以恒定的程控电流源还能提供另一个电压，该电压可以消除闭合总开关前充电回路中由不完全电阻充电引起的常见的高输入电流尖脉冲，消除大电流尖脉冲，降低了总开关应力，从而延长了总开关的使用寿命。

附图说明   

图1是现有技术交流电动机驱动装置的主电路图；

图2是现有技术交流电动机驱动装置在启动阶段的特性示意图；

图3是本实用新型优选实施例的示意图；

图4是本实用新型调节电源优选实施例的电路图；

图5是本实用新型交流电动机驱动装置在启动阶段的特性示意图；

图6是本实用新型交流电动机驱动装置在待机状态的特性示意图。

具体实施方式