自动切除装置制造方法及图纸

一种用于级联式高压变频器中功率单元的自动切除装置，包括一切除接触器以及一短路接触器，所述切除接触器的两个主触点分别与所述功率单元的两输出端相连接，所述短路接触器的主触点跨接于功率单元的输出端，该切除装置还包括一机械互锁装置，该机械互锁装置设置于所述切除接触器和短路接触器之间。本实用新型专利技术的自动切除装置，在具有短路接点的同时，增加了切除接点，并且采用电气互锁和机械互锁的手段使短路接点和切除接点呈现互锁的状态，从而将故障单元的输出侧与系统完全脱离。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电力电子和电机控制领域，具体地说，涉及一种可自动将功率单元输出侧从系统中切除的功率单元切除装置。
技术介绍
在级联式高压变频器中，功率单元是基本的构成部分，当该功率单元出现故障时，需要及时地将其输出侧从系统中分离出去，一方面，将故障点与系统的正常部分分离，另一方面，该分离需不影响其它部分的正常工作。此种手段通常被称作旁路。故障单元输出侧旁路技术，是保证级联式变频器可靠性的重要手段，其关系到系统中生产设备的正常运行，如果发生故障致使系统无法工作，将会造成很大的经济损失，因此，几乎所有的级联式变频器都普遍采用功率单元的输出侧旁路技术(或单元输出侧短路技术)。目前对功率单元实施输出侧从系统中旁路的方法，一般是将被旁路的功率单元的输出侧短路，如图1所示为在功率单元中逆变部分使用旁路技术的示意图，包括两两串联连接的绝缘栅双极型晶体管K1、K2、K3、K4，为实现单元旁路，使K1的发射极与K4的集电极相连接，从而闭合触点L即可使功率单元被旁路。但是，此种旁路方案的缺点在于，如果故障单元的故障类型是功率器件被击穿，如图中K1和K4被击穿而形成短路，此时当闭合触点L、单元被旁路时，可能会再次形成短路，(如图中粗实线所示)，因此，可能会损坏单元旁路的器件(如半导体器件或接触器等)，进而造成旁路失败，系统停机。另外，传统的旁路手段，仅是在电气方面实施了功率单元输出侧从系统中的旁路，并没有将故障功率单元的输出侧完全从系统中切除，即没有实施机械切除，因此，在某些情况下，用传统方法旁路后的功率单元仍会给系统的其他部分带来影响。
技术实现思路
本技术的目的，在于克服上述传统旁路手段中存在的缺陷，从而提供一种故障发生时可自动将功率单元的输出侧从系统中有效切除的功率单元切除装置。本技术的用于级联式高压变频器中功率单元的自动切除装置包括切除接触器，包括一个切除接触器线圈、两个切除接触器主触点以及一个切除接触器辅助触点，所述切除接触器的两个主触点分别与所述功率单元的输出端相连接；短路接触器，包括一个短路接触器线圈、一个短路接触器主触点以及一个短路接触器辅助触点，所述短路接触器的主触点跨接在功率单元的输出侧；所述切除接触器主触点与短路接触器的主触点由—电气互锁电路控制，该电气互锁电路包括相互并联的所述短路接触器线圈和切除接触器线圈，并且所述短路接触器的辅助触点与切除接触器线圈相串联，所述切除接触器的辅助触点与短路接触器线圈相串联。通过该电气互锁电路，可实现切除接触器与短路接触器的互锁功能，即当切除接触器的两个主触点闭合时，短路接触器的主触点断开；切除接触器的两个主触点断开时，短路接触器的主触点闭合。本技术还包括一机械互锁装置，设置于前述切除接触器和短路接触器之间。本技术的自动切除装置，在具有短路接点的同时，增加了切除接点，并且采用电气互锁和机械互锁的手段使短路接点和切除接点呈现互补的状态，从而将故障单元的输出侧与系统完全脱离。附图说明图1是现有的旁路技术电路原理图；图2是本技术的自动切除装置与功率单元以及系统的连接示意图；图3是功率单元中的交流电源、熔断器、整流部分以及逆变部分电路原理图；图4是本技术的自动切除装置的主电路原理图；图5是本技术的自动切除装置的电气互锁电路原理图；图6是本技术的自动切除装置的切除控制电路原理图；图7是本技术的短路控制电路原理图。具体实施方式如图2所示，本技术的切除装置，设置于功率单元与系统之间，并与它们相互连接，所述功率单元可以是任何的用于电力电子系统中的功率电路，如图3为一般的功率单元电路原理图，包括熔断器、整流部分、滤波部分以及逆变部分，各部分均采用成熟的电路技术，图示中仅为一种功率单元实施的示例，其中，逆变单元采用由绝缘栅双极型晶体管K1、K2、K3、K4组成的双桥逆变结构。该自动切除装置包括切除接触器以及短路接触器(图未示)，当切除装置工作时，功率单元的输出侧即被完全切除，同时系统保持正常工作，与其相关的电路组成以及工作原理，将在以下部分作详细介绍。如图4所示为本技术的功率单元切除装置主电路示意图，结合图5所示，该切除装置的切除接触器包括一切除接触器线圈KD、切除接触器主触点KD-1、KD-2以及切除接触器辅助触点KD-3，其中KD-1、KD-2为常开状态，KD-3为常闭状态，三个触点的开闭状态由接触器线圈KD控制，具体地说，当KD上没有电压时，KD-1、KD-2断开，KD-3闭合，当KD上有合适的工作电压时，KD-1、KD-2闭合，KD-3断开；切除装置的短路接触器包括一短路接触器线圈KB、短路接触器主触点KB-1以及短路接触器辅助触点KB-2，其中KB-1为常开状态，KB-2为常闭状态，同样，短路接触器的两个触点KB-1、KB-2由短路接触器线圈KB控制，具体地，当KB上没有电压时，KB-1断开，KB-2闭合，当KB上有电压时，KB-1闭合，KB-2断开。如图4所示，切除接触器主触点KD-1、KD-2串联在功率单元的输出回路，短路接触器主触点KB-1跨接在功率单元的输出侧，具体地，KD-1一端与功率单元输出回路的一端相连，另一端与KB-1的一端相连，KD-2的一端与功率单元输出回路的另一端相连，另一端与KB-1的另一端相连。如图5所示为该自动切除装置的电气互锁电路原理图，其中，切除接触器线圈KD与短路接触器线圈KB相并联，另外，KD与常闭状态切除继电器触点RY1-1、短路接触器辅助常闭触点KB-2串联，KB与常开状态短路继电器的触点RY2-1、切除接触器辅助常闭触点KD-3串联；该电路还包括工作电源AC-220V以及AC-0V，工作电源也可采用其它合适的电压。所述切除继电器触点RY1-1由一切除继电器线圈RY1控制，短路继电器触点RY2-1由一短路继电器线圈RY2控制，如图6、图7所示。利用该电气互锁电路，可使所述切除接触器的主触点与短路接触器的主触点实现电气互锁，即当短路接触器主触点在断开状态时，切除接触器主触点才能闭合；当切除接触器主触点在断开状态时，短路接触器主触点才能闭合。当切除接触器主触点闭合状态时，短路接触器主触点必为断开状态；当短路接触器主触点为闭合状态时，切除接触器主触点必为断开状态。更具体地，如图6所示为切除装置的切除控制器电路原理图，其中，PC1为光耦，T1为晶体管，R1、R2、R3为电阻，DC-24V、DC-0V为工作电压(或者其它的合适工作电压，并不仅仅限于DC-24V)、GND为控制电源地。PC1由单元切除指令控制，PC1的导通或闭合进而决定与之相连接的晶体管T1的导通或闭合，最后，决定与T1相连接的切除继电器线圈RY1上是否有电压，其具体工作状态将在下文作详细地说明。同样，如图7所示，为切除装置的短路控制器电路原理图，其中PC2为光耦，T2为晶体管，R4、R5、R6为电阻，DC-24V、DC-0V为工作电压(或者其它的合适工作电压，并不仅仅限于DC-24V)、GND为控制电源地。PC2由单元短路指令控制，PC2的导通或闭合进而决定与之相连接的晶体管T2的导通或闭合，最后，决定与T2相连接的短路继电器线圈RY2上是否有电压，其具体工作状态将在下文作详细地说明。本技术的切除装置，具有电气互锁功能，如图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于级联式高压变频器中功率单元的自动切除装置，其特征在于，包括：　　　　切除接触器，包括一切除接触器线圈、二切除接触器主触点以及一切除接触器辅助触点，所述切除接触器的两个主触点分别与所述功率单元的输出端相连接；　　　　短路接触器，包括一短路接触器线圈、一短路接触器主触点以及一短路接触器辅助触点，所述短路接触器的主触点跨接于所述功率单元的输出端；　　　　所述切除接触器主触点与短路接触器的主触点由一电气互锁电路控制，该电气互锁电路包括相互并联的所述短路接触器线圈和切除接触器线圈，并且所述短路接触器的辅助触点与切除接触器线圈相串联，所述切除接触器的辅助触点与短路接触器线圈相串联。

【技术特征摘要】
1.一种用于级联式高压变频器中功率单元的自动切除装置，其特征在于，包括切除接触器，包括一切除接触器线圈、二切除接触器主触点以及一切除接触器辅助触点，所述切除接触器的两个主触点分别与所述功率单元的输出端相连接；短路接触器，包括一短路接触器线圈、一短路接触器主触点以及一短路接触器辅助触点，所述短路接触器的主触点跨接于所述功率单元的输出端；所述切除接触器主触点与短路接触器的主触点由一电气互锁电路控制，该电气互锁电路包括相互并联的所述短路接触器线圈和切除接触器线圈，并且所述短路接触器的辅助触点与切除接触器线圈相串联，所述切除接触器的辅助触点与短路接触器线圈相串联。2.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：李艳，曲树笋，李帆远，
申请(专利权)人：三垦力达电气江阴有限公司，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]