高压变频器的制作方法

1.本实用新型涉及变频器，具体涉及一种高压变频器。


背景技术：

2.传统的高压变频器需要外部提供主电源和控制电源等至少两路电源，控制电源需要独立的配电柜提供。高压变频器在启动时，需要先送控制电源给控制系统，等待控制系统系统自检状态正常后发送允许送高压电命令，再闭合上级开关柜给高压变频器送入主电源。
3.现有的传统方案控制电源需要外部低压配电柜提供控制电源，这种方式在一些特殊变频改造场合应用受到限制。因为一些提前建设好的厂房没有提前规划低压配电柜，例如一些老旧商场和大厦需要对制冷系统进行变频改造时就无法提供外部控制电源。


技术实现要素：

4.本实用新型的主要目的是，提供一种高压变频器，旨在实现主电源对变频装置和控制装置同时供电。
5.为实现上述目的，本实用新型提出一种高压变频器，包括变频装置和控制装置，所述高压变频器包括：
6.高压输入端；
7.第一变压电路，所述第一变压电路的输入端与所述高压输入端连接，所述第一变压电路的输出端用于与变频装置连接，用于将所述高压输入端输入的高压电源转换为供变频装置工作的第一低压电源；
8.第二变压电路，所述第二变压电路的输入端与所述高压输入端连接，用于将所述高压输入端输入的高压电源转换为第二低压电源；
9.第三变压电路，所述第三变压电路的输入端与所述第二变压电路的输出端连接，所述第三变压电路的输出端用于与控制装置连接；用于将所述第二低压电源转换为供控制装置工作的低压直流电源。
10.在一实施例中，所述第一变压电路包括第一开关电路和第一变压器；
11.所述第一开关电路具有受控端、输入端和输出端，所述第一开关电路的受控端用于与控制装置连接，所述第一开关电路的输入端为所述第一变压电路的输入端，所述第一开关电路的输出端与所述第一变压器的原边连接，所述第一变压器的副边用于与变频装置连接；
12.所述第一开关电路用于在接收到预充控制信号时导通，所述第一变压器用于将所述高压输入端输入的高压电源转换为供变频装置工作的第一低压电源。
13.在一实施例中，所述第一开关电路包括预充开关电路和主供电开关电路；
14.所述预充开关电路具有受控端、输入端和输出端，所述主供电开关电路具有受控端、输入端和输出端，所述预充开关电路的受控端和主供电开关电路的受控端分别用于与
控制装置连接，所述预充开关电路的输入端和主供电开关电路的输入端连接构成所述第一开关电路的输入端，所述预充开关电路的输出端和主供电开关电路的输出端连接构成所述第一开关电路的输出端；
15.所述预充开关电路用于在接收到预充控制信号时按照预设时长导通，输出预充电源；所述主供电开关电路用于在所述预充开关电路按照预充时长导通后导通，输出高压电源。
16.在一实施例中，所述预充开关电路包括第一接触器和第一电阻；
17.所述第一接触器的具有受控端、输入端和输出端，所述第一接触器的受控端为所述预充开关电路的受控端，所述第一接触器的输入端为所述预充开关电路的输入端，所述第一接触器的输出端与所述第一电阻的输入端连接，所述第一接触器的输出端为所述预充开关电路的输出端；
18.所述第一接触器用于在接收到预充控制信号时按照预设时长导通。
19.在一实施例中，所述第二变压电路包括第二变压器；
20.所述第二变压器的原边为所述第二变压电路的输入端；
21.所述第二变压器的副边为所述第二变压电路的输出端；
22.所述第二变压器用于将所述高压输入端输入的高压电源转换为第二低压电源。
23.在一实施例中，所述第三变压电路包括第三变压器和开关电源电路；
24.所述第三变压器的原边为所述第三变压电路的输入端，所述第三变压器的副边与所述开关电源电路的输入端连接，所述开关电源电路的输出端用于与控制装置连接；
25.所述第三变压器用于将所述第二低压电源转换为供控制装置工作的低压直流电源，所述开关电源电路用于控制低压直流电源向控制装置放电。
26.在一实施例中，所述第三变压电路还包括储能装置；
27.所述储能装置的输入端与所述第三变压器的输出端连接，所述储能装置的输出端与所述开关电源电路的输出端连接，所述储能装置用于在所述高压输入端未接入高压电源时向控制装置供电。
28.在一实施例中，所述高压变频器还包括电源检测电路；
29.所述电源检测电路的输入端与所述第二变压器的输出端连接，所述电源检测电路的输出端用于与控制装置连接，所述电源检测电路用于检测所述第二变压器输出端的电压，并在检测到电压时输出来电信号。
30.在一实施例中，所述第一变压器和第二变压器为多绕组变压器；
31.所述多绕组变压器具有原边绕组和多个副边绕组，所述多绕组变压器的原边绕组为所述第二变压器的原边，所述多绕组变压器的多个副边绕组用于与控制装置和多个负载设备连接；
32.所述多绕组变压器用于对接收到的高压电源进行转换，并通过多个副边绕组输出多个低压电源。
33.在一实施例中，所述高压变频器还包括第二开关电路；
34.所述第二开关电路的输入端与所述第二变压电路的输出端连接，所述第二开关电路的输出端与所述第三变压电路的输入端连接；
35.所述第二开关电路用于控制上电时序。
36.本实用新型通过高压输入端接入高压电源，通过第一变压电路将高压电源转换第一低压电源向变频器供电，通过第二变压电路将高压电源转换为第二低压电源，以向控制装置供电。不需要单独为控制装置提供控制电源，解决了高压变频器在没有外部控制电源的场合应用受限制的问题。本实用新型通过一个高压电源实现同时对控制装置和变频装置供电，使高压变频器可以适用多种应用场合。
附图说明
37.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
38.图1为本现有技术中高压变频器的结构示意图；
39.图2为本实用新型高压变频器的结构示意图；
40.图3为本实用新型一实施例高压变频器的电路结构示意图。
41.本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
42.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
43.需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
44.另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
45.现有的高压变频器拓扑如图1所示，采用双路电源分别向控制装置和变频装置供电。首先接入三相四线380vac的控制电源，然后闭合空气开关qf1，此时接触器1km吸合，再闭合空气开关qf3、qf4分别给控制装置和柜顶风机供电，等待控制装置自检正常且发出允许送高压电命令后再闭合上级高压进线柜断路器，现有的高压变频器拓扑方式中外部需要接入两路电源即控制电源380vac和主电源10kvac。而且必须先送控制电源等待控制装置自检合格后方可送主电源。这就要求使用现场必须要有低压配电柜供高压变频器控制电源使用。
46.为解决上述问题，参照图2，本实用新型提出一种高压变频器，包括变频装置和控制装置，高压变频器包括高压输入端10、第一变压电路20、第二变压电路30和第三变压电路
40。
47.第一变压电路20的输入端与高压输入端10连接，第一变压电路20的输出端用于与变频装置连接，用于将高压输入端10输入的高压电源转换为供变频装置工作的第一低压电源。
48.第二变压电路30的输入端与高压输入端10连接，用于将高压输入端10 输入的高压电源转换为第二低压电源。
49.第三变压电路40的输入端与第二变压电路30的输出端连接，第三变压电路40的输出端用于与控制装置连接；用于将第二低压电源转换为供控制装置工作的低压直流电源。
50.第二变压电路30的输入端与高压输入端10连接，高压输入端10接入高压电源时，首先通过第二变压电路30将高压电源转换为第二低压电源，通过第三变压电路40将第二低压电源转换为低压直流电源向控制装置供电。控制装置上电后进行自检，并在自检合格时输出预充控制信号至第一变压电路20。第一变压电路20接收到预充控制信号后将高压电源转换为第一低压电源向变频置供电。通过一个高压电源向控制装置和变频装置同时供电，不需要单独为控制装置提供控制电源。
51.在一实施例中，高压变频器还包括隔离刀闸km0。隔离刀闸km0的输入端与高压输入端10连接，隔离刀闸km0的输出端与第一变压电路20的输入端和第二变压电路30的输入端均连接。隔离刀闸km0具备带电闭锁功能，在确认高压输入端10未接入高压电源时闭合隔离刀闸km0，再接入高压电源。通过隔离刀闸km0将高压输入端10与第一变压电路20和第二变压电路 30隔离开来避免高压电源突然接入对后级电路造成损害，在检修时将高压输入端10与需要检修的电路设备隔离开来，以保证检修人员和电路设备的安全。
52.本实用新型通过高压输入端接入高压电源，通过第一变压电路将高压电源转换第一低压电源向变频器供电，通过第二变压电路将高压电源转换为第二低压电源，以向控制装置供电。不需要单独为控制装置提供控制电源，解决了高压变频器在没有外部控制电源的场合应用受限制的问题。本实用新型通过一个高压电源实现同时对控制装置和变频装置供电，使高压变频器可以适用多种应用场合。
53.在一实施例中，第一变压电路20包括第一开关电路21和第一变压器t1。
54.第一开关电路21具有受控端、输入端和输出端，第一开关电路21的受控端用于与控制装置连接，第一开关电路21的输入端为第一变压电路20的输入端，第一开关电路21的输出端与第一变压器t1的原边连接，第一变压器t1的副边用于与变频装置连接。
55.第一开关电路21用于在接收到预充控制信号时导通，第一变压器t1用于将高压输入端10输入的高压电源转换为供变频装置工作的第一低压电源。
56.在上述实施例中，第一开关电路21可以选用预充柜。第一变压器t1的原边可以选用星形绕线，副边可以选用三角形绕线。高压输入端10接入高压电源时，先通过第二变压电路30和第三变压电路40向控制装置供电，此时第一开关电路21断开。接收到预充控制信号时，第一开关电路21按照预设时长输出预充电源，预充完成后，输出高压电源。第一变压器t1将第一开关电路21输出的预充电源或者高压电源转换为第一低压电源向变频器供电。
57.本实施例通过第一开关电路21在接收到预充控制信号时先输出预充电源对变频器进行预充，以抑制变频装置中移相变压器上电瞬间的激磁涌流，减小对用户电网的冲击，以及降低上电瞬间对变频装置各相功率单元中电容的损伤。
58.在一实施例中，第一开关电路21包括预充开关电路21a和主供电开关电路21b。
59.预充开关电路21a具有受控端、输入端和输出端，主供电开关电路21b 具有受控端、输入端和输出端，预充开关电路21a的受控端和主供电开关电路21b的受控端分别用于与控制装置连接，预充开关电路21a的输入端和主供电开关电路21b的输入端连接构成第一开关电路21的输入端，预充开关电路21a的输出端和主供电开关电路21b的输出端连接构成第一开关电路21的输出端；
60.预充开关电路21a用于在接收到预充控制信号时按照预设时长导通，输出预充电源；主供电开关电路21b用于在预充开关电路21a按照预充时长导通后导通，输出高压电源。
61.本实施例通过预充开关电路21a在接收到预充控制信号时先输出预充电源对变频器进行预充，以抑制变频装置中移相变压器上电瞬间的激磁涌流，减小对用户电网的冲击，以及降低上电瞬间对变频装置各相功率单元中电容的损伤。当预充完成后通过主供电开关电路21b输出高压电源继续向变频器供电，调高电路安全性的同时减小功率损耗。
62.在一实施例中，预充开关电路21a包括第一接触器km1和第一电阻r1。
63.第一接触器km1的具有受控端、输入端和输出端，第一接触器km1的受控端为预充开关电路21a的受控端，第一接触器km1的输入端为预充开关电路21a的输入端，第一接触器km1的输出端与第一电阻r1的输入端连接，第一接触器km1的输出端为预充开关电路21a的输出端。
64.第一接触器km1用于在接收到预充控制信号时按照预设时长导通。
65.在上述实施例中，第一电阻r1可以选用高功率波纹电阻。第一接触器 km1接收到预充控制信号后，第一接触器km1的线圈通电，线圈电流产生的磁场使静铁芯产生电磁吸力吸引动铁芯，并带动交流接触器点动作，使常闭触点断开，常开触点闭合。预充完成后，第一接触器km1的线圈断电，电磁吸力消失，衔铁在释放弹簧的作用下释放，使触点复原，常开触点断开，常闭触点闭合。
66.本实施例通过第一电阻r1对输入的高压电源进行限流，以输出电压较低的预充电源向变频装置进行预充电。通过第一接触器km1控制预充开关电路 21a的导通和断开，在导通时通过第一电阻r1输出预充电源，以抑制变频装置中移相变压器上电瞬间的激磁涌流，减小对用户电网的冲击，以及降低上电瞬间对变频装置各相功率单元中电容的损伤；在断开时可以迅速切断预充开关电路21a输入端与输出端之间的通路，以切换至主供电开关电路21b供电。
67.在一实施例中，第二变压电路30包括第二变压器t2。
68.第二变压器t2的原边为第二变压电路30的输入端。
69.第二变压器t2的副边为第二变压电路30的输出端。
70.第二变压器t2用于将高压输入端10输入的高压电源转换为第二低压电源。
71.在一实施例中，高压变频器还包括风机。风机的输入端与第二变压器t2 的输出端连接。高压输入端10接入高压电源时，第二变压器t2将高压电源转换为第二低压电源向风机供电，风机工作对高压变频器进行散热。
72.高压输入端10接入高压电源时，第二变压器t2将高压电源转换为第二低压电源，即通过第二变压器t2将高压电源转换为向控制装置供电所需的控制电源送至第三变压电路40的输入端。
73.本实施例通过将第二变压器t2与高压输入端10连接，将高压输入端10 接入的高压电源转换为第二低压电源以向控制装置供电，不需要再单独接入外部控制电源，通过一个高压电源就可以实现同时对控制装置和变频装置供电。解决了高压变频器在没有外部控制电源的场合应用受限制的问题，使高压变频器可以适用多种应用场合。
74.在一实施例中，第三变压电路40包括第三变压器t3和开关电源电路41。
75.第三变压器t3的原边为第三变压电路40的输入端，第三变压器t3的副边与开关电源电路41的输入端连接，开关电源电路41的输出端用于与控制装置连接。
76.第三变压器t3用于将第二低压电源转换为供控制装置工作的低压直流电源，开关电源电路41用于控制低压直流电源向控制装置放电。
77.在上述实施例中开关电源电路41可以选用电源供应器(smps-switchingmode power supply)本实施例通过第三变压器t3将第二低压电源转换为低压直流电源，通过开关电源电路41向控制装置输出控制装置实际工作所需的电压。
78.在一实施例中，第三变压电路40还包括储能装置42。
79.储能装置42的输入端与第三变压器t3的输出端连接，储能装置42的输出端与开关电源电路41的输出端连接，储能装置42用于在高压输入端10为接入高压电源时向控制装置供电。
80.在上述实施例中，储能装置42可以选用不间断电源(ups-uninterruptiblepower supply)。
81.当高压输入端10断电时，通过储能装置42向控制装置供电，避免突然断电导致控制装置数据丢失。
82.在一实施例中，高压变频器还包括电源检测电路50。
83.电源检测电路50的输入端与第二变压器t2的输出端连接，电源检测电路50的输出端用于与控制装置连接，电源检测电路50用于检测第二变压器 t2输出端的电压，并在检测到电压时输出来电信号。
84.在上述实施例中，电源检测电路50可以选用继电器。当高压输入端10 断电时，第二变压器t2的输出端无电压输出，电压检测电路向控制装置输出低电平。当高压输入端10重新来电时，第二变压器t2的输出端有电压输出，电源检测电路50向控制电路输出高电平，高压电源经第二变压器t2和第三变压器t3变压后重新向控制装置供电。控制装置接收到电源检测电路50的高电平后进行自检，恢复到断电前的状态。
85.本实施例通过电源检测电路50检测第二变压器t2输出端的电压，在高压输入端10断电后重新来电时输出来电信号至控制装置，实现控制装置断电再来电自启动运行。不需要断电再来电时通过手动控制使控制装置恢复运行，节省了人力成本和时间成本。
86.在一实施例中，第一变压器t1和第二变压器t2为多绕组变压器。
87.多绕组变压器具有原边绕组和多个副边绕组，多绕组变压器的原边绕组为第二变压器t2的原边，多绕组变压器的多个副边绕组用于与控制装置和多个负载设备连接。
88.多绕组变压器用于对接收到的高压电源进行转换，并通过多个副边绕组输出多个低压电源。
89.本实施例通过多个副边绕组输出多个低压电源，既可以向控制装置和变频装置供电，也可以向其他设备供电。
90.在一实施例中，高压变频器还包括第二开关电路60。
91.第二开关电路60的输入端与第二变压电路30的输出端连接，第二开关电路60的输出端与第三变压电路40的输入端连接。
92.第二开关电路60用于控制上电时序。
93.当高压输入端10接入高压电源时，第二开关电路60导通，以将第二变压电路30输出的第二低压电源送至第三变压电路40的输入端，进而向控制装置供电。当控制装置自检合格，发出预充控制指令后，第二开关电路60断开，高压电源通过第一变压电路20向变频装置供电。
94.本实施例通过第二开关电路60控制上电时序，在高压输入端10接入高压电源时导通，以先向控制装置供电；当控制装置自检合格，发出预充控制指令后断开，以向变频装置供电。
95.在一实施例中，高压变频器还包括保护电路70。
96.保护电路70的输入端与高压输入端10连接，保护电路70的输出端与第二变压电路30的输入端连接，保护电路70用于在高压输入端10接入的电压大于预设电压值时断开。
97.在上述实施例中，保护电路70可以选用熔断器。本实施例通过熔断器可以在输入电源电压过大时及时断开电源输入，避免后级电路和设备受到大电压冲击而损坏。
98.以上仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。