[发明专利]抗交流供电异常的变频拖动装置

说明书

技术领域

本发明属于低压变频拖动领域，具体涉及一种抗交流供电异常的变频拖动装置。适用于电厂、石化、化纤、芯片制造等采用了低压变频电机拖动的敏感负荷、且敏感负荷发生波动或非计划停机会造成严重损失的应用场合。

背景技术

低压变频电机拖动系统广泛应用于工业生产的各个领域，该系统的核心部件为变频器装置。变频器具有调速精确、使用简单、自动化程度高、节能等特点。变频器输入侧连接交流供电电源，在变频器内部将交流电源整流变换为直流电源，供给变频器逆变部分工作，逆变输出电压和频率均可调节的交流电供给电机，实现电动机的变频调速。常规变频器会对内部直流母线电压进行检测，当交流供电电源出现异常导致变频器内部直流母线电压过低时，变频器会采取相应的保护动作，闭锁变频器输出，以此保证变频器自身的安全，避免变频器内部功率半导体器件永久性损坏。

在电厂、石化、化纤、芯片制造等采用了低压变频电机拖动敏感负荷的应用场合，时有发生由于交流供电异常造成敏感负荷发生波动或非计划停机的事故。在这些事故中，电力输变电或供配电系统发生雷击、电气设备短路、接地等故障、以及工业生产现场内部大负荷设备启动等情况，造成工业生产现场交流供电发生异常，且持续时间较短，本不应引起事故停机，但由于部分敏感负荷变频拖动系统中的常规变频器不具有抗交流供电异常能力，交流供电异常触发变频器自身保护而闭锁输出，直接导致停机事故；即使采用电源切换等再上电方式配合变频器自动重启，也会造成后级敏感负荷的波动，从而造成生产工艺不满足要求或控制系统超调而被迫停机。此类非计划停机，破坏了工业生产的连续性和经济性，造成工业生产设备损坏，且可能造成大量原材料浪费，应尽可能避免。

发明内容

为克服现有技术中的不足，本发明提出了一种基于模块化设计的抗交流供电异常的变频拖动装置，用于解决电厂、石化、化纤、芯片制造等采用了低压变频电机拖动敏感负荷领域的由于交流供电异常导致的负荷波动和非计划停机问题。

该装置可根据工业现场的实际情况灵活选择功能模块组合，可以充分利用工业生产现场已有的交流供电主电源、交流供电备用电源、直流备用电源以及在装置中设置直流备用电源。针对装置采用的不同模块组合，设置了多种工作策略，用于应对交流供电主电源正常供电、主电源轻微跌落、主电源跌落较深、主电源完全失电、主备交流电源完全消失的情况，通过装置中的单模块自身工作策略调整和多模块功能协调配合，最大限度的保证在交流供电异常情况下，后级敏感负荷连续、可靠、平稳运行，保护生产安全。

该装置的输出包括连接电动机的三相变频电源和可连接到外围控制系统的控制电源，控制电源电压等级和容量可选。

本发明的具体实现方案如下：

一种抗交流供电异常的变频拖动装置，设置在低压交流供电电源与敏感负荷拖动电机之间，其特征在于：

所述的抗交流供电异常的变频拖动装置采用模块化设计，多个模块能够根据实际需要进行灵活组合，完成针对不同供电情况下的抗交流供电异常情况。

所述抗交流供电异常的变频拖动装置包括变频功能本体模块(本申请中又简称模块一)、交流控制电源输出模块(在本申请中又简称模块二)、三相交错的升压模块(在本申请中简称模块三)、交流主电源不控整流模块(在本申请中简称模块四)、交流备用电源不控整流模块(在本申请中简称模块五)、外部或自备直流电源接入模块(在本申请中简称模块六)、可选的自备直流电源模块(在本申请中简称模块七)；

所述变频功能本体模块输入侧与交流供电主电源连接，输出侧与敏感负荷拖动连接；所述的交流控制电源输出模块输入侧与所述变频功能本体模块的内部直流母线连接，输出侧与敏感负荷的其他控制部分连接；

所述三相交错的升压模块的输入侧与交流主电源不控整流模块、交流备用电源不控整流模块、外部或自备直流电源接入模块这三个模块任意组合的输出端连接，所述三相交错的升压模块的输出端与所述变频功能本体模块内部直流母线连接；所述交流主电源不控整流模块输入端与交流供电主电源连接；

所述交流备用电源不控整流模块输入端与交流供电备用电源连接；

所述外部或自备直流电源接入模块输入端与外接直流电源或所述可选的自备直流电源模块输出端连接；所述交流主电源不控整流模块、交流备用电源不控整流模块、外部或自备直流电源接入模块均可独立配合为三相交错的升压模块提供输入。