冗余设计多变频电源联合供电装置

摘要

本发明涉及一种冗余设计多变频电源联合供电装置，包括主控器、多台变频器、电压电流检测、多绕组电抗器及接触器或断路器组合；其中主控器接收外部控制信号，为现场提供可变可控的变频电源，同时对变频器进行功率平衡及部分变频装置退出后功率动态再分配，变频器为提供变频电源的主体装置，电压、电流检测为变频运行功率平衡提供反馈检测信号，可小范围能自动平稳变频器输出功率题，接触器或断路器组合主要是通过控制其分合状态控制变频器的投入或退出；上述变频器可为低压、中压及高压变频器，通过上述系统配置后可做到部分冗余或完全冗余设计，提高变频电源供电系统的可靠性，扩大变频应用范围。

权利要求

1.一种冗余设计多变频电源联合供电装置，其特征在于：冗余设计可分为部分功率冗余或完全功率冗余，其结构包括主控器、多台变频器、电压电流检测、多绕组电抗器以及接触器或断路器组合；

所述主控器用来接收外部控制信号、协调多套变频器联合运行，并且为现场提供可控的变频电源，同时对变频器进行功率平衡及部分变频装置退出后功率动态再分配；

所述变频器为提供变频电源的主体装置，用来接收主控器频率、电压、电流及同步给定信号，输出一定频率、电压、电流值的变频电源；

所述电压、电流检测为变频运行功率平衡提供反馈检测信号；

所述多绕组电抗器能实现自动均流，在小范围内进行实现变频器输出功率的自动平衡；

所述接触器或断路器组合通过控制其分合状态控制变频器的投入或退出，为故障变频的检修提供安全保障。

2.根据权利要求1所述的冗余设计多变频电源联合供电装置，其特征在于：所述主控制器为工业计算机、PC机、PLC或单片机。

3.根据权利要求1所述的冗余设计多变频电源联合供电装置，其特征在于：所述变频器为低压变频器、中压变频器或高压变频器。

4.根据权利要求1所述的冗余设计多变频电源联合供电装置，其特征在于：所述联合运行是指系统正常运行时多变频器的功率均衡，及部分变频故障退出后或故障解除再投入后的动态功率均衡。

说明书

冗余设计多变频电源联合供电装置

技术领域

[0001] 本发明专利涉及一种冗余设计多变频电源联合供电装置。

背景技术

[0002] 随着电力电子技术及微电子技术的发展，变频技术日趋成熟，中压、高压变频也获得了高速发展，在通用的风机、水泵电动机改造应用上取得了较快的发展，中、高压变频是集多学科多专业、微电子、电子、电气、高电压一体的装置，电子元件、功率元件及其他配套部件上万只，存在发生故障的概率。

[0003] 对于钢铁、化工、电子元件生产等企业的部分重要负载，其容量较大，能源浪费比较严重，但常规变频装置应用存在一定风险，主要表现在：

[0004] 1、变频故障退出，即使是短暂的故障可能会造成生产线的中断，可能会造成较大损失。

[0005] 2、变频器短暂故障后恢复，对于某些重要工艺负载，电源扰动可能会造成运行工况的变化，对设备本身产生影响，引起其他保护系统的运作，使负载退出运行，造成生产线的中断。

[0006] 虽变频装置的可靠性不断提高，但出现意外的严重后果影响企业用户的观念，急需一种解决方案来消除企业用户顾虑，提高变频供电装置的可靠性。

发明内容

[0007] 本发明针对上述存在的问题，采用了冗余设计、多变频联合供电技术，提供了一种高可靠性的冗余设计多变频电源联合供电装置，为重要生产线的关键负载提供可靠的变频电源。

[0008] 本发明的冗余设计多变频电源联合供电装置，冗余设计可分为部分功率冗余或完全功率冗余，其结构包括主控器、多台变频器、电压电流检测、多绕组电抗器以及接触器或断路器组合；所述主控器用来接收外部控制信号、协调多套变频器联合运行，并且为现场提供可控的变频电源，同时对变频器进行功率平衡及部分变频装置退出后功率动态再分配；

[0009] 所述变频器为提供变频电源的主体装置，用来接收主控器频率、电压、电流及同步给定信号，输出一定频率、电压、电流值的变频电源；

[0010] 所述电压、电流检测为变频运行功率平衡提供反馈检测信号；

[0011] 所述多绕组电抗器能实现自动均流，在小范围内进行实现变频器输出功率的自动平衡；

[0012] 所述接触器或断路器组合通过控制其分合状态控制变频器的投入或退出，为故障变频的检修提供安全保障。

[0013] 本发明的冗余设计多变频电源联合供电装置，所述主控制器为工业计算机、PC机、PLC或单片机。

[0014] 本发明的冗余设计多变频电源联合供电装置，所述变频器为低压变频器、中压变频器或高压变频器。

[0015] 本发明的冗余设计多变频电源联合供电装置，所述联合运行是指系统正常运行时多变频器的功率均衡，及部分变频故障退出后或故障解除再投入后的动态功率均衡。

[0016] 与现有技术相比本发明的有益效果为：与目前的技术方案相比，本发明专利通过冗余设计，联合运行方案，有效降低了装置的故障概率，可为重要性电动机负载或其他电源负载提供变频电源，通过冗余设计使变频电源系统的可靠性大大提高，扩大变频器的应用范围。

[0017] 本发明专利是在提高变频器本体可靠性的基础上，以冗余设计、联合供电方式来消除装置故障概率，进一步提高变频装置的可靠性。冗余设计可为部分冗余或完全冗余，当采用完全冗余时，两套变频器分别可独立拖动负载满负荷运行，当上述发明装置完全正常时，两套变频器都投入运行，依据主控制器、电压电流反馈调整及多绕组电抗器自动均流作用，两套变频器分别带50％的负荷，当一变频故障时，通过接触器、断路器组合故障系统自动退出运行，负荷自动转移至正常变频器，正常变频器带100％负荷，在其负载能力范围内，维持生产的正常运行，在故障变频恢复后，通过接触器或断路器组合投入运行，主控制器再进行功率平衡分配，使两套变频器分别带50％的负荷。对于部分冗余系统，依据变频故障情况平衡分配功率。

[0018] 若采用部分冗余时，单台变频系统不能带满设备负荷，两台或多台联合运行时，其总容量超过额定负荷；以冗余50％为例，若采用两套变频器联合运行时，变频容量为负载容量的75％，总容量为额定容量的150％，当一台变频退出运行时，装置带载能力只能达到75％的带载能力；若采用三套变频器联合运行时，变频容量为负载容量的50％，总容量为额定容量的150％，当一台变频退出运行时，装置带载能力只能达到100％的带载能力。

附图说明

[0019] 图1是为本发明全冗余两变频电源联合供电装置；

[0020] 图2是为本发明部分冗余多变频电源联合供电装置。

具体实施方式

[0021] 下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

[0022] 实施例1

[0023] 如图1所示，本发明的冗余设计多变频电源联合供电装置，冗余设计为完全功率冗余，其结构包括主控器、多台变频器、电压电流检测、多绕组电抗器以及接触器或断路器组合；主控器用来接收外部控制信号、协调多套变频器联合运行，并且为现场提供可控的变频电源，同时对变频器进行功率平衡及部分变频装置退出后功率动态再分配；变频器为提供变频电源的主体装置，用来接收主控器频率、电压、电流及同步给定信号，输出一定频率、电压、电流值的变频电源；电压、电流检测为变频运行功率平衡提供反馈检测信号；多绕组电抗器能实现自动均流，在小范围内进行实现变频器输出功率的自动平衡；接触器或断路器组合通过控制其分合状态控制变频器的投入或退出，为故障变频的检修提供安全保障。

[0024] 主控制器为工业计算机、PC机、PLC或单片机，变频器为低压变频器、中压变频器或高压变频器。

[0025] 联合运行是指系统正常运行时多变频器的功率均衡，及部分变频故障退出后或故障解除再投入后的动态功率均衡。

[0026] 实施例2

[0027] 与实施例1不同之处在于，冗余设计为部分功率冗余。

[0028] 本发明专利是在提高变频器本体可靠性的基础上，以冗余设计、联合供电方式来消除装置故障概率，进一步提高变频装置的可靠性。冗余设计可为部分冗余或完全冗余，当采用完全冗余时，两套变频器分别可独立拖动负载满负荷运行，当上述发明装置完全正常时，两套变频器都投入运行，依据主控制器、电压电流反馈调整及多绕组电抗器自动均流作用，两套变频器分别带50％的负荷，当一变频故障时，通过接触器、断路器组合故障系统自动退出运行，负荷自动转移至正常变频器，正常变频器带100％负荷，在其负载能力范围内，维持生产的正常运行，在故障变频恢复后，通过接触器或断路器组合投入运行，主控制器再进行功率平衡分配，使两套变频器分别带50％的负荷。对于部分冗余系统，依据变频故障情况平衡分配功率。

[0029] 若采用部分冗余时，单台变频系统不能带满设备负荷，两台或多台联合运行时，其总容量超过额定负荷；以冗余50％为例，若采用两套变频器联合运行时，变频容量为负载容量的75％，总容量为额定容量的150％，当一台变频退出运行时，装置带载能力只能达到75％的带载能力；若采用三套变频器联合运行时，变频容量为负载容量的50％，总容量为额定容量的150％，当一台变频退出运行时，装置带载能力只能达到100％的带载能力。

[0030] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。