一种空气轴承风机专用变频器的双电源供电系统

技术领域：

本发明涉及一种空气轴承风机专用变频器的双电源供电系统。

背景技术：

变频器（Variable-frequency Drive，VFD）是应用于变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。变频器靠内部IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管）或者SIC（场效晶体管）的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的。

随着工业自动化程度的不断提高，变频器也得到了非常广泛的应用，特别是变频器的开发越来越趋于专用化、定制化开发。

发明内容：

本发明的目的是提供一种保护了主电路的功率器件，确保变频器系统的安全性与可靠性的一种空气轴承风机专用变频器的双电源供电系统。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种空气轴承风机专用变频器的双电源供电系统，其组成包括:驱动板，所述的驱动板连接控制板，所述的控制板连接控制系统内部控制单元—滤波电源DC-24，所述的滤波电源DC-24连接二极管VD1，所述的二极管VD1连接模块DC-DC，所述的模块DC-DC连接功率器件，所述的功率器件连接电解电容，所述的电解电容连接三相不控整流桥—MDS500，所述的三相不控整流桥—MDS500连接断路器—AC380-160A，所述的断路器—AC380-160A连接单相隔离变压器R200，所述的单相隔离变压器R200连接单相不控整流桥，所述的单相不控整流桥连接单相不控整流桥，所述的单相不控整流桥连接二极管（1N4007），所述的二极管（1N4007）连接所述的电解电容，所述的单相隔离变压器R200连接隔离变压器AC380V~AC220V。

有益效果：

1.本发明既能保证主电路和控制电路的断电先后时间差，又能使变频器主电路直流侧电容在变频器停止运行后短时间完成放电，不但保护了主电路的功率器件，而且确保了变频器系统的安全性与可靠性。

2.本发明能够确保变频器主电路先断电，变频器的控制电路后断电，及时有效的对功率器件进行控制，提高了变频系统的安全性与可靠性。

附图说明：

附图1是本产品空气轴承风机专用变频器的双电源供电系统示意图。

附图2是本产品双电源切换流程图。

附图3是本产品控制板判定故障流程图。

具体实施方式：

下面将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例1：

一种空气轴承风机专用变频器的双电源供电系统，其组成包括:驱动板12，所述的驱动板连接控制板11，所述的控制板连接控制系统内部控制单元—滤波电源DC-24、件号9，所述的滤波电源DC-24连接二极管VD1、件号7，所述的二极管VD1连接模块DC-DC、件号10，所述的模块DC-DC连接功率器件、件号5，所述的功率器件连接电解电容、件号4，所述的电解电容连接三相不控整流桥—MDS500、件号3，所述的三相不控整流桥—MDS500连接断路器—AC380-160A、件号2，所述的断路器—AC380-160A连接单相隔离变压器R200、件号1，所述的单相隔离变压器R200连接单相不控整流桥、件号6，所述的单相不控整流桥连接单相不控整流桥，所述的单相不控整流桥连接二极管（1N4007），所述的二极管（1N4007）连接所述的电解电容、件号8，所述的单相隔离变压器R200连接隔离变压器AC380V~AC220V。

⑴单相隔离变压器R200（AC380~AC220,200KVA）、件号1；作用：为系统提供干净的电源。

⑵断路器—AC380-160A断路器、件号2；作用：系统总控，主电路供电受控器件。

⑶三相不控整流桥—MDS500、件号3；作用：为系统功率部分提供稳定的直流电源。

⑷电解电容、件号4，6800uf，1200V电解电容，作用：直流母线侧滤波、提供瞬间所需能量。

⑸功率器件、件号5，SICmos模组（CAS300M12BM2）；作用：为后级风机驱动主电路器件。

⑹单相不控整流桥、件号6；为控制系统提供直流电源。AC220~~DC311V。

⑺二极管（1N4007）、件号7；防止直流电源反向输入；

⑻电解电容（2200uf 450V）、件号8，为系统电源切换提供能量，防止电源切换时控制回路电源间断。

⑼控制系统内部控制单元滤波电源DC-24、件号9，为系统提供稳定的控制逻辑及保护执行单元。

⑽所述的DC-DC模块为直流输入、件号10，直流输出，功率为100W，输入在90V~800V范围内时输出为稳定的DC230V，为系统提供备用电源。

变频器正常供电时，由AC380V~AC220V变压器和整流桥并联电容分别给滤波电源（DC-24）供电；当电网突然停电时，由变频器主电路的直流侧经过DC-DC模块给滤波电源（DC-24）进行短时持续供电，进行数据存储，进行功率器件控制锁存。

在电网突然掉电或缺相时，由变频器的直流母线侧经过DC-DC模块对变频器的控制电路进行短时持续供电，直到变频器主电路直流母线侧电容彻底放电完成。

实施例2：

实施例1所述的一种空气轴承风机专用变频器的双电源供电系统，变频器正常供电时，由变压器到整流桥后并联电容给变频系统供电；其中滤波电源（DC-24）模块作为滤波输出稳定DC24V电压，进入到控制板内，控制板内进行所需电平转换，控制板根据变频器运行指令发出控制PWM波，传输到驱动板，控制功率器件运行，输出供空气轴承为部件的风机使用的电源。

所述的变压器为R200型隔离变压器，功率为200W，输入380V，输出220V；所述整流桥为四方形单相整流桥，型号为KBPC2510，规格为25A，1000V耐压，当整流桥输入为交流220V时，输出为直流311V；所述电容C为电解电容，型号为LNX2V122MSEF，规格为1200μF，450V；所述滤波电源（DC-24）主器件型号为LDE60-20B24，功率为60W，输入85~264VAC或者100~370VDC，输出24V，2.5A。

所述的DC-DC模块为直流输入，直流输出，功率为100W，输入在90V~800V范围内时输出为稳定的DC230V，DC-DC模块内部输出侧有防反接电路，防止电流的倒灌，当变频器正常供电时，DC-DC模块输出侧的电压（DC230V）小于整流桥输出的电压（311V），此时DC-DC模块不参与供电，只有当电网掉电时，整流桥输出电压降低至230V以下时由DC-DC模块供电；

双电源系统切换条件：当变频系统正常运行时突然出现如下故障：

⑴电网掉电（电压下降15%）；

⑵直流母线电压50ms内下降50V时。

控制板输出锁死信号，直接锁死功率输出器件（IGBTorSIC），本发明所述的双电源供电系统能正常切换为控制板持续供电2~6S，在此过程中，控制板能够有效存储系统运行状态，保护功率器件。

实施例3：

实施例1所述的一种空气轴承风机专用变频器的双电源供电系统，为了保证以空气轴承为主要部件的风机安全运行，其变频器的控制设计尤为重要，控制设计的关键又在于可靠的供电。一般情况，变频器的供电和断电顺序是有要求的，在风机启动时，应先给控制电路供电，再给主电路供电；变频器停止时，应先给主电路断电，再给控制电路断电；否则，容易引起变频器的功率器件的损伤甚至损坏。当电网遇到突发情况造成停电事故时，则不能保证变频器的断电顺序。