[实用新型]一种变频器尖峰电压吸收装置及系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及电机保护领域，特别是涉及一种变频器尖峰电压吸收装置及系统。

背景技术

在现有技术中，很多场合需要对交流电机的转速进行调整。特别是近年来，对节能降耗的要求不断提高，用变频器控制风机、水泵、空压机等设备的情形十分普遍。

但是，由于变频器驱动电机的电压波形不是正弦波，而是PWM电压波形，这种波形会对电机的定子绕组和轴承产生严重的损伤。

变频器输出的PWM电压波形损伤电机定子绕组的原因是，PWM脉冲电压在电机端发生反射，入射波与反射波叠加，形成幅度超过PWM电压幅度2倍的尖峰电压，这种尖峰电压不断作用在电机定子绕组上，造成绕组的匝间绝缘击穿。

目前有一些技术可以解决这个问题，主要是在变频器的输出端安装正弦波滤波器或者du/dt滤波器。

正弦波滤波器的作用是将PWM电压波形整形成正弦波，这样就自然消除了在电机端产生的尖峰电压，起到保护电机的作用。

du/dt滤波器的作用类似于正弦波滤波器，但它不是把PWM电压波形完全整形成正弦波，而是延长脉冲的上升沿，从而减小尖峰电压。

上述这些解决方案的主要缺点是：

当功率较大时，滤波器的体积就会相应较大，成本较高。而正弦波滤波器由于存在较大的电压降，还会影响电机的转矩。

发明内容

本实用新型公开了一种变频器尖峰电压吸收装置及系统，用于吸收尖峰电压，低价、有效的消除变频器对电机定子绕组的损伤。

本实用新型公开了一种变频器尖峰电压吸收装置，变频器与电机连接，该吸收装置与该电机并联连接，该吸收装置包括：

尖峰电压检测器、开关元件和电能热能转换器；

该开关元件连接于该电机的电源输入端与该电能热能转换器之间；

该尖峰电压检测器检测该电机的电源输入端的尖峰电压，当该尖峰电压超过检测阈值时，该尖峰电压检测器触发该开关元件导通，该电能热能转换器接收该电机的电源输入端的尖峰电压，转换为热能。

在该尖峰电压检测器与该电机的电源输入端之间设置有一用于暂存该尖峰电压的高速脉冲缓冲单元。

该尖峰电压检测器为TVS二极管。该开关元件为IGBT晶体管。该电能热能转换器为电阻。一散热片设置在该电能热能转换器上，以用于散热。

该吸收装置连接至变频器与该电机之间的一连接点，该连接点与该吸收装置之间的电缆长度小于等于3米，该连接点距离该电机的接线端的距离小于等于8米。

该装置还包括温度检测装置，该温度检测装置检测该电能热能转换器的温度，当温度超过预设阈值时，该温度检测装置触发该尖峰电压检测器提高该检测阈值。

本实用新型还公开了一种电机系统，包括：

变频器；电机，与该变频器连接；所述的变频器尖峰电压吸收装置。

本实用新型的变频器尖峰电压吸收装置的结构简单、成本低、安装便利，不会产生电压降，不影响电机的转矩，维持其正常工作。同时，本实用新型的变频器尖峰电压吸收装置可有效消除变频器对电机定子绕组的损伤，大幅吸收尖峰电压，转换为热量耗散掉。

附图说明

图1所示为本实用新型的电机系统的结构示意图；

图2所示为本实用新型的吸收装置的结构示意图；

图3所示为本实用新型的又一实施例的吸收装置的结构示意图；

图4所示为本实用新型的又一实施例的吸收装置的结构示意图；

图5所示为该工作状态显示装置的显示原理示意图；

图6所示为本实用新型的一种变频器尖峰电压吸收方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图以及实施例介绍本实用新型的具体实施方式。

为了有效的消除变频器产生的尖峰电压对电机定子绕组的损伤，本实用新型提出一种用于吸收该尖峰电压的变频器尖峰电压吸收器（Surge Voltage Absorber，SVA）。

如图1所示为本实用新型的电机系统100的结构示意图。电机系统100包括变频器10、电机20以及变频器尖峰电压吸收装置30（以下简称吸收装置）。该吸收装置30与该电机20并联连接。该电机20为交流电机。吸收装置30检测电机20电源输入端的尖峰电压，当吸收装置30检测到该尖峰电压超过一预先设定的检测阈值时，吸收装置30自动产生一个很低的阻抗，将尖峰电压的能量吸收掉，并将电能转换成热能耗散掉。