專(zhuān)利名稱(chēng)：高壓電機(jī)并聯(lián)斬波和雙逆變調(diào)速節(jié)能控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高壓電動(dòng)機(jī)絕緣柵雙極晶體管(IGBT)并聯(lián)斬波式雙 逆變調(diào)速技術(shù)。廣泛應(yīng)用于電力、水泥及冶金等行業(yè)的風(fēng)機(jī)水泵類(lèi)負(fù)載的 繞線(xiàn)式電動(dòng)機(jī)無(wú)級(jí)調(diào)速，特別適合于繞線(xiàn)式電機(jī)的調(diào)速技術(shù)改造項(xiàng)目。屬 于機(jī)電技術(shù)領(lǐng)域。
(二)
背景技術(shù)：
風(fēng)機(jī)、水泵的應(yīng)用范圍極廣，其年耗電量約占總用量的43%。目 前，這類(lèi)設(shè)備大多不能調(diào)速，只能采用閥門(mén)或擋風(fēng)板來(lái)調(diào)節(jié)流量以滿(mǎn) 足負(fù)荷變化的要求。在低壓系統(tǒng)中，變頻調(diào)速技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，完 全可以滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)調(diào)速市場(chǎng)的需要。而在大功率(》250kW)高壓系統(tǒng) 中，變頻調(diào)速和高頻斬波內(nèi)反饋調(diào)速是目前比較常用的調(diào)速方式。
變頻調(diào)速串接在電源和電動(dòng)機(jī)之間，因此要承受電動(dòng)機(jī)的全部功 率，變頻調(diào)速裝置通過(guò)改變定子頻率和電壓來(lái)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，而大 功率電機(jī)供電電壓高(3-10kV)，目前電力電子器件的耐壓制造水平低， 變頻器承受較高的電壓，大量的電力電子器件串聯(lián)運(yùn)行，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
內(nèi)反饋調(diào)速屬于串級(jí)調(diào)速的范疇，有移相式和斬波式兩種控制方 式。高頻斬波內(nèi)反饋調(diào)速是電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)接不可控整流，轉(zhuǎn)子輸出能
量經(jīng)過(guò)整流變化輸出，通過(guò)斬波器進(jìn)行脈寬調(diào)制升壓，然后通過(guò)晶閘管逆 變裝置，將電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差率反饋到電動(dòng)機(jī)的附加繞組。其中關(guān)鍵技術(shù)就是斬 波變流控制。移相式內(nèi)反饋調(diào)速，產(chǎn)生大量的感性無(wú)功功率和高次諧波電 流，斬波控制從根本上解決了移相控制的缺點(diǎn)，固定晶閘管逆變器的相角，
通過(guò)IGBT斬波開(kāi)關(guān)的通斷，控制反饋功率的大小，因而以較小功率的低 壓設(shè)備控制全功率的高壓電動(dòng)機(jī)，功率因數(shù)提高，諧波分量減少。但是在 電動(dòng)機(jī)功率較大時(shí)，受目前絕緣柵雙極晶體管單管容量的限制，單只絕緣 柵雙極晶體管組成的斬波開(kāi)關(guān)不能滿(mǎn)足要求，需要兩只甚至多只絕緣柵雙 極晶體管并聯(lián)(如圖2所示)，并聯(lián)后的電路存在著分流后的均流的問(wèn)題， 直接并聯(lián)運(yùn)行的絕緣柵雙極晶體管斬波控制方式嚴(yán)重降低了系統(tǒng)的可靠 性。
對(duì)于基建項(xiàng)目，采用高頻斬波內(nèi)反饋調(diào)速和變頻調(diào)速都是可行的 方案。對(duì)于改造項(xiàng)目，如原負(fù)載電動(dòng)機(jī)是鼠籠式的，可以采用變頻調(diào) 速方案，如采用高頻斬波內(nèi)反饋調(diào)速，需要更換成內(nèi)反饋電動(dòng)機(jī)，原 來(lái)的鼠籠電機(jī)報(bào)廢，增加了大量的投資，另外，更換后的電動(dòng)機(jī)同原 電動(dòng)機(jī)安裝尺寸不匹配，還需要改造電動(dòng)機(jī)安裝基礎(chǔ)，工程量較大。
在水泥、冶金等高耗能行業(yè)，存在著大量的繞線(xiàn)式電動(dòng)機(jī)，這部 分電機(jī)在進(jìn)行節(jié)能改造時(shí)，如果采用變頻調(diào)速方案，需要把電動(dòng)機(jī)的 轉(zhuǎn)子引線(xiàn)短接，但是如果變頻器運(yùn)行中出現(xiàn)故障，電動(dòng)機(jī)改為工頻運(yùn) 行時(shí)，由于轉(zhuǎn)子短接后的電動(dòng)機(jī)不能直接啟動(dòng)(繞線(xiàn)式電動(dòng)機(jī)正常啟 動(dòng)時(shí)，需要在轉(zhuǎn)子回路串入電阻實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng))，需要重新把原來(lái)的繞
線(xiàn)電機(jī)啟動(dòng)系統(tǒng)恢復(fù)，影響正常的生產(chǎn)并且工程投資和工程量大。如 果采用傳統(tǒng)的串級(jí)調(diào)速方式，通過(guò)逆變變壓器向電網(wǎng)反饋能量，雖然 可以通過(guò)斬波控制減少逆變變壓器的容量，功率因數(shù)有所提高，但是 由于沒(méi)有了內(nèi)反饋調(diào)節(jié)線(xiàn)圈的繞組分布消除諧波的效果，以及與高壓 電源的隔離作用，傳統(tǒng)的串級(jí)斬波調(diào)速方式存在著對(duì)電網(wǎng)的諧波影響 大的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一目的在于克服原串級(jí)調(diào)速電路中絕緣柵雙極晶體管 并聯(lián)時(shí)的均流問(wèn)題，提供一種可以保證每路并聯(lián)回路的絕緣柵雙極晶 體管電流的大小基本一致的高壓電機(jī)并聯(lián)斬波和雙逆變調(diào)速節(jié)能控 制器。
本發(fā)明的第二目的在于對(duì)于繞線(xiàn)式電動(dòng)機(jī)調(diào)速改造項(xiàng)目，克服采 用高頻斬波內(nèi)反饋調(diào)速需要更換成內(nèi)反饋電動(dòng)機(jī)的缺點(diǎn)，以及采用高 壓變頻需轉(zhuǎn)子繞組短接但無(wú)法直接工頻啟動(dòng)的缺點(diǎn)，可以保留原電動(dòng) 機(jī)，提供一種可以通過(guò)逆變變壓器同時(shí)能夠降低諧波影響，不用再增 加濾波裝置的高壓電機(jī)并聯(lián)斬波和雙逆變調(diào)速節(jié)能控制器。
本發(fā)明的第三目的在于可以實(shí)現(xiàn)多臺(tái)調(diào)速裝置的并聯(lián)運(yùn)行的高壓 電機(jī)并聯(lián)斬波和雙逆變調(diào)速節(jié)能控制器。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的 一種高壓電機(jī)并聯(lián)斬波和雙逆變調(diào) 速節(jié)能控制器，其特征在于所述控制器包括并聯(lián)斬波器和雙重逆變 器，
所述并聯(lián)斬波器包括平波電抗器Ll、 L2，絕緣柵雙極晶體管Sl、 S2，快恢復(fù)二極管D1、 D2和電容器C1、 C2，所述平波電抗器L1和L2 的一端并聯(lián)一起接到并聯(lián)斬波器輸入正極端(Pl)，平波電抗器L1的另一 端同絕緣柵雙極晶體管Sl正端和快恢復(fù)二極管Dl的陽(yáng)極連接，平波 電抗器L2的另一端同絕緣柵雙晶體管S2正端和快恢復(fù)二極管D2的 陽(yáng)極連接，快恢復(fù)二極管D1的陰極與電容器C1的正端連接一起接到 并聯(lián)斬波器輸出的正極端(P2)，快恢復(fù)二極管D2的陰極與電容器 C2的正端連接一起接到并聯(lián)斬波器輸出的正極端(P2)，絕緣柵雙晶 體管Sl的負(fù)端和絕緣柵雙極型晶體管S2的負(fù)端與電容器Cl的負(fù)端 和電容器C2的負(fù)端連接一起接到并聯(lián)斬波器輸出的負(fù)極端(E)，
所述雙重逆變器包括兩個(gè)獨(dú)立的逆變器Ql、 Q2和一個(gè)雙逆變?nèi)@組 變壓器T，所述兩個(gè)獨(dú)立的逆變器Ql、 Q2并聯(lián)連接，逆變器Ql包括6 支晶閘管Q11 Q16和一個(gè)電抗器L3，晶閘管Qll的陽(yáng)極、晶閘管Q13 的陽(yáng)極和晶閘管Q15的陽(yáng)極共同連接在一起，連接到電抗器L3的輸出 端；晶閘管Q14的陰極和晶閘管Q16的陰極和晶閘管Q12的陰極共 同連接在一起，連接到雙重逆變器的輸入負(fù)極端(E端)；晶閘管Qll 的陰極和晶閘管Q14的陽(yáng)極共同連接在一起、晶閘管Q13的陰極和晶 閘管Q16的陽(yáng)極共同連接在一起以及晶閘管Q15的陰極和晶閘管Q12 的陽(yáng)極共同連接在一起分別構(gòu)成逆變器Q1的三相交流輸出端(Al、 Bl、 Cl)，
相同結(jié)構(gòu)的逆變器Q2包括6支晶閘管Q21 Q26和一個(gè)電抗器L4，
晶閘管的Q 21陽(yáng)極、晶閘管Q23的陰極和晶閘管Q25的陽(yáng)極共同連接在 一起，連接到電抗器L4的輸出端；晶閘管Q24的陰極、晶閘管Q26的陰 極和晶閘管Q22的陰極共同連接在一起，連接到雙重逆變部分的輸入負(fù) 極端(E端)；晶閘管Q21的陰極和晶閘管Q24的陽(yáng)極共同連接在一 起、晶閘管Q23的陰極和晶閘管Q26的陽(yáng)極共同連接在一起以及晶閘 管Q25的陰極和晶閘管Q22的陽(yáng)極共同連接在一起分別構(gòu)成逆變器 Q2的三相交流輸出端(A2、 B2、 C2)，
逆變器Ql的電抗器L3的輸入端和逆變器Q2的電抗器L4的輸 入端共同連接在一起，連接到雙重逆變器的輸入正極端(P2端)。
所述雙重逆變器的輸入正極端(P2端)和輸入負(fù)極端(E)分別 同并聯(lián)斬波器的輸出正極端(P2)和輸出負(fù)極端(E)連接，
所述雙逆變?nèi)@組變壓器T有三套繞組，其中高壓側(cè)有一套繞組， 三相接成Y形，連接到高壓電動(dòng)機(jī)電源入口側(cè)U、 V、 W，低壓側(cè)有兩套 繞組， 一套繞組Tql三相接成Y形，連接到逆變器Q1的三相交流輸出端 (Al、 Bl、 Cl)，另一套繞組Tq2三相接成A形，連接到逆變器Q2的三 相交流輸出端(A2、 B2、 C2)，
所述低壓側(cè)的兩套繞組Tql和Tq2設(shè)計(jì)為移相繞組，相位相差60° 。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)
1、采用本發(fā)明絕緣柵雙極晶體管并聯(lián)技術(shù)，可以保證每路并聯(lián)回 路的電流的大小基本一致，解決了原并聯(lián)電路中絕緣柵雙極晶體管并 聯(lián)時(shí)的均流問(wèn)題，確保每只IGBT的安全運(yùn)行。
2、 對(duì)于繞線(xiàn)式電動(dòng)機(jī)調(diào)速改造項(xiàng)目，可以保留原電動(dòng)機(jī)，利用本 調(diào)速系統(tǒng)中的一臺(tái)三繞組移相式逆變變壓器，把能量反饋到電動(dòng)機(jī)的 電源入口側(cè)，克服了采用高頻斬波內(nèi)反饋調(diào)速更換成內(nèi)反饋電動(dòng)機(jī)的 缺點(diǎn)，同時(shí)由于采用了三繞組逆變變壓器，可以降低諧波影響，不用 再增加濾波裝置。
3、 可以實(shí)現(xiàn)多臺(tái)調(diào)速裝置的并聯(lián)運(yùn)行，特別有利于超大容量電機(jī) 的運(yùn)行控制。例如，可以將兩臺(tái)3500KW的調(diào)速裝置并聯(lián)運(yùn)行，控制 一臺(tái)7000KW的繞線(xiàn)電動(dòng)機(jī)、雙饋電動(dòng)機(jī)或內(nèi)反饋電動(dòng)機(jī)調(diào)速運(yùn)行， 本發(fā)明特別適合用于于大型水泵電機(jī)(功率大于5000KW)的調(diào)速運(yùn) 行。
(四)


圖1為本發(fā)明高壓電機(jī)并聯(lián)斬波和雙逆變調(diào)速節(jié)能控制器的電路圖。 圖2為常規(guī)的斬波器并聯(lián)電路圖。 圖3為本發(fā)明的雙重逆變器電路運(yùn)行電流的矢量圖。 圖4為本發(fā)明的雙重逆變器電路運(yùn)行電流的波形圖。 圖5為采用本發(fā)明高壓電機(jī)并聯(lián)斬波和雙逆變調(diào)速節(jié)能控制器的 調(diào)速裝置并聯(lián)運(yùn)行的電路框圖。
圖6為本發(fā)明應(yīng)用于普通繞線(xiàn)式高壓電動(dòng)機(jī)的電路框圖一。
圖7為本發(fā)明應(yīng)用于內(nèi)反饋式高壓電動(dòng)機(jī)的電路框圖二。
圖8為本發(fā)明應(yīng)用于繞籠式無(wú)滑環(huán)高壓電動(dòng)機(jī)的電路框圖三。
(五)
具體實(shí)施例方式
參見(jiàn)圖1，本發(fā)明涉及的高壓電機(jī)并聯(lián)斬波和雙逆變調(diào)速節(jié)能控 制器，由并聯(lián)斬波器和雙重逆變器兩部分組成。
參見(jiàn)圖1的A部分并聯(lián)斬波器所述并聯(lián)斬波器由平波電抗器
Ll、 L2，絕緣柵雙極晶體管S1、 S2，快恢復(fù)二極管D1、 D2和電容器 Cl、 C2組成。其用途為將輸入到并聯(lián)斬波器正極端(Pl)和負(fù)極端
(E)的直流低電壓ul升高到逆變需要的高電壓u2。所述平波電抗器 Ll和L2的一端并聯(lián)一起接到并聯(lián)斬波器輸入正極端(Pl)，平波電 抗器Ll的另一端同絕緣柵雙極晶體管Sl正端和快恢復(fù)二極管Dl的 陽(yáng)極連接，平波電抗器L2的另一端同絕緣柵雙晶體管S2正端和快恢 復(fù)二極管D2的陽(yáng)極連接，快恢復(fù)二極管D1的陰極與電容器C1的正 端連接一起接到并聯(lián)斬波器輸出的正極端(P2)，快恢復(fù)二極管D2的 陰極與電容器C2的正端連接一起接到并聯(lián)斬波器輸出的正極端(P2)， 絕緣柵雙晶體管Sl的負(fù)端和絕緣柵雙極型晶體管S2的負(fù)端與電容器 Cl的負(fù)端和電容器C2的負(fù)端連接一起接到并聯(lián)斬波器輸出的負(fù)極端
(E)。
與以往直接并聯(lián)的絕緣柵雙極晶體管電路(圖2)相比，本發(fā)明 并聯(lián)斬波器的拓?fù)潆娐方Y(jié)構(gòu)不同，圖2中的平波電抗器Ll，和電容器 C1'在本發(fā)明中分為兩個(gè)平波電抗器L1、 L2和兩個(gè)電容器C1、 C2 。 在圖2中，絕緣柵雙極晶體管Sl'和S2'直接并聯(lián)，為了保證兩只絕 緣柵雙極晶體管盡可能的電流一致，必須選用門(mén)極特性及開(kāi)通和關(guān)斷 時(shí)間等盡量接近的絕緣柵雙極晶體管，并且絕緣柵雙極晶體管的特性參數(shù)與溫度有關(guān)，因此其散熱條件也應(yīng)盡可能的一致。
在本發(fā)明的并聯(lián)斬波器中，由于兩只絕緣柵雙極晶體管不是直接
并聯(lián)，只要二極管D1和二極管D2輸出的電壓相等，就能保證兩只絕
緣柵雙極晶體管的正常工作，否則，如果某只二極管輸出電壓高，那 么另一只二極管就會(huì)因承受反向電壓而截至，所有電流只從一個(gè)絕緣
柵雙極晶體管流過(guò)，就會(huì)造成絕緣柵雙極晶體管過(guò)流。
本發(fā)明中的絕緣柵雙極晶體管工作在脈寬調(diào)制(PWM)開(kāi)關(guān)狀態(tài) 下，絕緣柵雙晶體管Sl和S2的門(mén)極端Gl與G2相連，輸入相同的 脈寬調(diào)制(PWM)驅(qū)動(dòng)信號(hào)。通電后，電源先通過(guò)平波電抗器L1和 二極管Dl對(duì)電容器Cl充電，然后以一定的頻率使絕緣柵雙極晶體管 Sl導(dǎo)通關(guān)斷。當(dāng)絕緣柵雙極晶體管Sl導(dǎo)通時(shí)，平波電抗器Ll開(kāi)始儲(chǔ) 能，當(dāng)絕緣柵雙極晶體管Sl關(guān)斷時(shí)，平波電抗器L1的反電動(dòng)勢(shì)改變 方向，二極管D1開(kāi)始導(dǎo)通，ul加上L1的反電動(dòng)勢(shì)，經(jīng)二極管D1向 電容器C1充電并向負(fù)載提供電流，另一并聯(lián)的絕緣柵雙晶體管S2、 平波電抗器L2、 二極管D2和電容器C2電路的工作過(guò)程和上面描述 的相同。輸出電壓u2和輸入電壓ul的關(guān)系為
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式中 ^一開(kāi)關(guān)S1的開(kāi)關(guān)周期
-8-
r一開(kāi)關(guān)Sl的導(dǎo)通時(shí)間
由式(l)可以看出，輸出電壓u2只與輸入電壓ul、 Sl的開(kāi)關(guān)頻率 和Sl的導(dǎo)通時(shí)間有關(guān)，而與平波電抗器Ll、 L2以及絕緣柵雙晶體管 Sl、 S2的特性參數(shù)無(wú)關(guān)，這就保證了二極管Dl和二極管D2的輸出 電壓相等，因此每路并聯(lián)回路的電流的大小也基本一致，克服了原并 聯(lián)電路中絕緣柵雙晶體管并聯(lián)時(shí)的均流問(wèn)題，確保了每只絕緣柵雙晶 體管的安全運(yùn)行。
由式(l)可以看出，增大絕緣柵雙晶體管Sl的導(dǎo)通時(shí)間、輸出電 壓u2將高于輸入電壓ul，斬波器的這一特性，恰好滿(mǎn)足了電機(jī)在高 速段運(yùn)行時(shí)調(diào)速的需要，因?yàn)殡姌O運(yùn)行在高速段時(shí)，轉(zhuǎn)子的輸出電壓 小，整流后的直流電壓連接到圖1的Pl和E端，通過(guò)控制斬波電路 的導(dǎo)通時(shí)間r，就可以升高逆變器的直流側(cè)電壓，保證了電機(jī)在整個(gè) 調(diào)速范圍的運(yùn)行。
參見(jiàn)圖1的B部分雙重逆變器部分。雙重逆變器的輸入正極端 (P2 )和負(fù)極端(E)分別同并聯(lián)斬波器的輸出正極端(P2)和輸出 負(fù)極端(E)連接。雙重逆變器由兩個(gè)獨(dú)立的逆變器Ql、 Q2和一個(gè) 雙逆變?nèi)@組變壓器T組成。所述兩個(gè)獨(dú)立的逆變器Q1、 Q2并聯(lián)連 接。
逆變器Q1由6支晶閘管Q11 Q16和一個(gè)電抗器L3組成。晶閘 管Qll的陽(yáng)極、晶閘管Q13的陽(yáng)極和晶閘管Q15的陽(yáng)極共同連接在 一起，連接到電抗器L3的輸出端；晶閘管Q14的陰極和晶閘管Q16 的陰極和晶閘管Q12的陰極共同連接在一起，連接到雙重逆變器的輸
入負(fù)極端(E端)；晶閘管Qll的陰極和晶閘管Q14的陽(yáng)極共同連接 在一起、晶閘管Q13的陰極和晶閘管Q16的陽(yáng)極共同連接在一起以及 晶閘管Q15的陰極和晶閘管Q12的陽(yáng)極共同連接在一起分別構(gòu)成逆變 器Q1的三相交流輸出端(Al、 Bl、 Cl)。
相同結(jié)構(gòu)的逆變器Q2由6支晶閘管Q21 Q26和一個(gè)電抗器L4 組成。晶閘管的Q21陽(yáng)極、晶閘管Q23的陰極和晶閘管Q25的陽(yáng)極 共同連接在一起，連接到電抗器L4的輸出端；晶閘管Q24的陰極、 晶閘管Q26的陰極和晶閘管Q22的陰極共同連接在一起，連接到雙重 逆變器的輸入負(fù)極端(E端)；晶閘管Q21的陰極和晶閘管Q24的陽(yáng) 極共同連接在一起、晶閘管Q23的陰極和晶閘管Q26的陽(yáng)極共同連接 在一起以及晶閘管Q25的陰極和晶閘管Q22的陽(yáng)極共同連接在一起分 別構(gòu)成逆變器Q2的三相交流輸出端(A2、 B2、 C2)。
逆變器Ql的電抗器L3的輸入端和逆變器Q2的電抗器L4的輸 入端共同連接在一起，連接到雙重逆變器的輸入正極端(P2端)。
所述雙逆變?nèi)@組變壓器T有三套繞組，其中高壓側(cè)有一套繞組， 三相接成Y形，連接到高壓電動(dòng)機(jī)電源入口側(cè)U、 V、 W。低壓側(cè)有 兩套繞組， 一套繞組Tql三相接成Y形，連接到逆變器Q1的三相交 流輸出端(Al、 Bl、 Cl)，另一套繞組Tq2三相接成A形，連接到逆 變器Q2的三相交流輸出端(A2、 B2、 C2)。用于將直流電逆變成50Hz 的交流電；雙逆變?nèi)@組變壓器T用于將逆變器生成的低電壓變換成高 電壓，反饋到電動(dòng)機(jī)高壓入口側(cè)。
低壓側(cè)的兩套繞組Tql和Tq2設(shè)計(jì)為移相繞組，相位相差6 0 ° ，如 圖3所示矢量圖，Tql繞組的電流Ila、 Ilb、 Ilc比Tq2繞組的電流12a、 12b、 12c相位超前60。，逆變電流波形如圖4所示，矢量合成后的逆變變 壓器高壓側(cè)電流Iu、 Iv、 Iw波形諧波含量明顯的減少。因此，通過(guò)雙重逆 變后逆變變壓器T輸出電流波形中的諧波成分大幅減少，在不采取任何濾 波措施的情況下，電能質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)完全能夠滿(mǎn)足"GB/T 14549電能質(zhì) 量公用電網(wǎng)諧波"的要求。
參見(jiàn)圖5，采用本發(fā)明高壓電機(jī)并聯(lián)斬波和雙逆變調(diào)速節(jié)能控制器的 調(diào)速裝置可以很方便上的實(shí)現(xiàn)調(diào)速裝置的并聯(lián)運(yùn)行，該發(fā)明可以采用 簡(jiǎn)單并且低成本的方法解決大容量繞線(xiàn)電機(jī)的調(diào)速運(yùn)行可靠性問(wèn)題。總 所周知，目前大功率電力電子器件的耐壓等級(jí)和額定電流受器件制造水平 和價(jià)格的限制，大容量電機(jī)(功率超過(guò)5000KW)的高壓電機(jī)實(shí)現(xiàn)調(diào)速運(yùn) 行的代價(jià)是很高的，電力電子器件的直接并聯(lián)和串聯(lián)將會(huì)帶來(lái)均壓和均流 以及可靠性等多方面的問(wèn)題。采用該發(fā)明的技術(shù)可以直接將應(yīng)用成熟并且 性?xún)r(jià)比合適的IGBT并聯(lián)斬波式雙逆變調(diào)速技術(shù)的調(diào)速裝置直接并聯(lián)運(yùn)行， 實(shí)現(xiàn)多臺(tái)調(diào)速裝置的并聯(lián)運(yùn)行，特別有利于超大容量電機(jī)的運(yùn)行控制。
圖6、圖7、圖8為本發(fā)明在不同電機(jī)上的應(yīng)用情況。圖6是本發(fā)明在 繞線(xiàn)電機(jī)上的應(yīng)用原理框圖，圖7是本發(fā)明在內(nèi)反饋電機(jī)上的應(yīng)用原理框 圖，圖8是本發(fā)明在繞籠電機(jī)上的應(yīng)用原理框圖。
1權(quán)利要求
1、一種高壓電機(jī)并聯(lián)斬波和雙逆變調(diào)速節(jié)能控制器，其特征在于所述控制器包括并聯(lián)斬波器和雙重逆變器，所述并聯(lián)斬波器包括平波電抗器L1、L2，絕緣柵雙極晶體管S1、S2，快恢復(fù)二極管D1、D2和電容器C1、C2，所述平波電抗器L1和L2的一端并聯(lián)一起接到并聯(lián)斬波器輸入正極端(P1)，平波電抗器L1的另一端同絕緣柵雙極晶體管S1正端和快恢復(fù)二極管D1的陽(yáng)極連接，平波電抗器L2的另一端同絕緣柵雙晶體管S2正端和快恢復(fù)二極管D2的陽(yáng)極連接，快恢復(fù)二極管D1的陰極與電容器C1的正端連接一起接到并聯(lián)斬波器輸出的正極端(P2)，快恢復(fù)二極管D2的陰極與電容器C2的正端連接一起接到并聯(lián)斬波器輸出的正極端(P2)，絕緣柵雙晶體管S1的負(fù)端和絕緣柵雙極型晶體管S2的負(fù)端與電容器C1的負(fù)端和電容器C2的負(fù)端連接一起接到并聯(lián)斬波器輸出的負(fù)極端(E)，所述雙重逆變器包括兩個(gè)獨(dú)立的逆變器Q1、Q2和一個(gè)雙逆變?nèi)@組變壓器T，所述兩個(gè)獨(dú)立的逆變器Q1、Q2并聯(lián)連接，逆變器Q1包括6支晶閘管Q11～Q16和一個(gè)電抗器L3，晶閘管Q11的陽(yáng)極、晶閘管Q13的陽(yáng)極和晶閘管Q15的陽(yáng)極共同連接在一起，連接到電抗器L3的輸出端；晶閘管Q14的陰極和晶閘管Q16的陰極和晶閘管Q12的陰極共同連接在一起，連接到雙重逆變器的輸入負(fù)極端(E端)；晶閘管Q11的陰極和晶閘管Q14的陽(yáng)極共同連接在一起、晶閘管Q13的陰極和晶閘管Q16的陽(yáng)極共同連接在一起以及晶閘管Q15的陰極和晶閘管Q12的陽(yáng)極共同連接在一起分別構(gòu)成逆變器Q1的三相交流輸出端(A1、B1、C1)，相同結(jié)構(gòu)的逆變器Q2包括6支晶閘管Q21～Q26和一個(gè)電抗器L4，晶閘管的Q21陽(yáng)極、晶閘管Q23的陰極和晶閘管Q25的陽(yáng)極共同連接在一起，連接到電抗器L4的輸出端；晶閘管Q24的陰極、晶閘管Q26的陰極和晶閘管Q22的陰極共同連接在一起，連接到雙重逆變部分的輸入負(fù)極端(E端)；晶閘管Q21的陰極和晶閘管Q24的陽(yáng)極共同連接在一起、晶閘管Q23的陰極和晶閘管Q26的陽(yáng)極共同連接在一起以及晶閘管Q25的陰極和晶閘管Q22的陽(yáng)極共同連接在一起分別構(gòu)成逆變器Q2的三相交流輸出端(A2、B2、C2)，逆變器Q1的電抗器L3的輸入端和逆變器Q2的電抗器L4的輸入端共同連接在一起，連接到雙重逆變器的輸入正極端(P2端)，所述雙重逆變器的輸入正極端(P2端)和輸入負(fù)極端(E)分別同并聯(lián)斬波器的輸出正極端(P2)和輸出負(fù)極端(E)連接，所述雙逆變?nèi)@組變壓器T有三套繞組，其中高壓側(cè)有一套繞組，三相接成Y形，連接到高壓電動(dòng)機(jī)電源入口側(cè)U、V、W，低壓側(cè)有兩套繞組，一套繞組Tq1三相接成Y形，連接到逆變器Q1的三相交流輸出端(A1、B1、C1)，另一套繞組Tq2三相接成Δ形，連接到逆變器Q2的三相交流輸出端(A2、B2、C2)，所述低壓側(cè)的兩套繞組Tq1和Tq2設(shè)計(jì)為移相繞組，相位相差60°。
全文摘要
本發(fā)明一種高壓電機(jī)并聯(lián)斬波和雙逆變調(diào)速節(jié)能控制器，應(yīng)用于電力、水泥及冶金等行業(yè)的風(fēng)機(jī)水泵類(lèi)負(fù)載的繞線(xiàn)式電動(dòng)機(jī)無(wú)級(jí)調(diào)速。包括并聯(lián)斬波器和雙重逆變器，并聯(lián)斬波器包括平波電抗器L1、L2，絕緣柵雙極晶體管S1、S2，快恢復(fù)二極管D1、D2和電容器C1、C2，雙重逆變器包括兩個(gè)獨(dú)立的逆變器Q1、Q2和一個(gè)雙逆變?nèi)@組變壓器T，逆變器Q1包括6支晶閘管Q11～Q16和一個(gè)電抗器L3，逆變器Q2包括6支晶閘管Q21～Q26和一個(gè)電抗器L4，雙逆變?nèi)@組變壓器T有三套繞組，其中高壓側(cè)有一套繞組，三相接成Y形，低壓側(cè)有兩套繞組，一套繞組Tq1三相接成Y形，另一套繞組Tq2三相接成△形。本發(fā)明可以保證每路并聯(lián)回路的絕緣柵雙極晶體管電流的大小基本一致。
文檔編號(hào)H02M7/505GK101378244SQ20081015540
公開(kāi)日2009年3月4日 申請(qǐng)日期2008年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月28日
發(fā)明者張建興, 殷祥芬 申請(qǐng)人:江蘇方程電力科技有限公司