專利名稱：一種交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制裝置，尤其涉及一種通過改變電機(jī) 轉(zhuǎn)子電流和頻率的交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制裝置。
背景技術(shù)：
隨著電子和電力工業(yè)的日益發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，對(duì)電動(dòng)機(jī)調(diào)控技
術(shù)的要求也越來越高。在公知技術(shù)中，現(xiàn)在有大中功率(>200KW)、高中壓 (3KV-10KV)交流電動(dòng)機(jī)主要是采用定子3KV、 6KV、 IOKV供電，以提高 電動(dòng)機(jī)的效率，電動(dòng)機(jī)調(diào)速調(diào)制裝置主要為兩大類 一類是定子變頻調(diào)速，在 電機(jī)定子側(cè)接高中壓變頻器并且串聯(lián)諸多電子器件，它通過改變定子的電壓和 頻率，來調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，其構(gòu)造繁復(fù)，造價(jià)高，可靠性差。另一類是轉(zhuǎn)子串級(jí) 調(diào)速，在電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)接整流器及晶閘管逆變器，并連接有平波電抗器和整流變 壓器，通過改變轉(zhuǎn)子的電壓來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，其系統(tǒng)體積龐大，可靠性差，且在運(yùn) 行中經(jīng)常出現(xiàn)失波及受到外界電源影響造成逆變器顛覆燒損器件，尤其工作在 低轉(zhuǎn)速情況下時(shí)，存在著整個(gè)調(diào)速系統(tǒng)功率因素低的缺點(diǎn)，給使用帶來不便。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的一個(gè)目的在于提供一種電機(jī)調(diào)速控制裝置，包括三相全橋整 流器ZL、電抗器LC，保護(hù)可控硅BHT、 IGBT斬波電路ZB、全控有源逆變器NB
和儲(chǔ)能電容C,三相全橋整流器ZL的輸入端作為電機(jī)調(diào)速控制裝置用以連接電動(dòng) 機(jī)D1的控制繞組側(cè)、輸出端串聯(lián)濾波電抗器LC后并聯(lián)主回路保護(hù)可控硅BHT和 PWM調(diào)制的全控型高頻IGBT斬波電路ZB， IGBT斬波電路ZB并聯(lián)儲(chǔ)能電容C和 三相IGBT有源逆變器NB， IGBT有源逆變器NB作為電機(jī)調(diào)速控制裝置輸出端， 用以連接電動(dòng)機(jī)D1。
進(jìn)一步的，在上述調(diào)速控制裝置的IGBT有源逆變器上還連接反饋?zhàn)儔浩鳌?優(yōu)選的，IGBT斬波電路ZB為IGBT全控高頻斬波電路，斬波電路ZB開關(guān)頻 率為工業(yè)通常用的2至3KHZ。
優(yōu)選的，IGBT有源逆變器NB為通用的IGBT全控有源逆變器。 優(yōu)選的，IGBT斬波電路、主回路保護(hù)可控硅及IGBT有源逆變器連接由編程 芯片所組連的微電腦控制器，用以實(shí)現(xiàn)對(duì)IGBT斬波電路、保護(hù)可控硅及IGBT有 源逆變器的驅(qū)動(dòng)和脈沖及PWM調(diào)制。
優(yōu)選的，所述編程芯片為TMS320LF2407A主芯片。
本實(shí)用新型的電機(jī)調(diào)速控制裝置并聯(lián)接到電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子側(cè)或是雙饋電動(dòng) 機(jī)的控制繞組側(cè)。在電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工作時(shí)，通過本調(diào)速控制裝置將三相交流電經(jīng) 三相全橋整流器、主回路保護(hù)可控硅變?yōu)橹绷麟?，通過電抗器進(jìn)行濾波后，大 功率三相IGBT斬波電路斬波，通過速度閉環(huán)和電流閉環(huán)調(diào)節(jié)進(jìn)行l(wèi)-3KHZ的 PWM斬波調(diào)制實(shí)現(xiàn)調(diào)速，再通過三相全控有源逆變器將其余轉(zhuǎn)差功率變?yōu)榕c 有源三相同相位的電能傳輸?shù)絻?nèi)饋電動(dòng)機(jī)的反饋繞組或通過變壓器將其傳輸 到定子側(cè)以達(dá)到電動(dòng)機(jī)調(diào)速和節(jié)能的作用。
由于本實(shí)用新型設(shè)計(jì)采用了上述技術(shù)方案，經(jīng)過數(shù)次試驗(yàn)用表明，它與現(xiàn) 代技術(shù)相比，避免了晶閘管低頻電力電子器件的關(guān)斷困難造成系統(tǒng)稍有波動(dòng)即
會(huì)失波及斬波頻率不能過高的缺點(diǎn)，采用IGBT有源逆變器可自動(dòng)進(jìn)行相位校 正，能使整個(gè)調(diào)速裝置能安全正常工作，還可通過IGBT有源逆變器將逆變角 度調(diào)整進(jìn)入產(chǎn)生容性無功電流狀態(tài)達(dá)到對(duì)電機(jī)感性無功功率的補(bǔ)償提高電動(dòng) 機(jī)的功率因素，具有結(jié)構(gòu)新穎，設(shè)計(jì)創(chuàng)新，體積小，造價(jià)低，性能安全可靠， 功率因素高，諧波小，使用方便等優(yōu)點(diǎn)，適用于大中功率(200KW—5600KW)、 中壓(3KV-10KV)繞線式電動(dòng)機(jī)、內(nèi)反饋電動(dòng)機(jī)、雙饋式電動(dòng)機(jī)及雙饋內(nèi)反 饋式電動(dòng)機(jī)，系一種新型的電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制裝置。
由于本實(shí)用新型設(shè)計(jì)采用了上述方案，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子交流變頻調(diào)速，與現(xiàn)有的 定子高壓變頻調(diào)速裝置相比，低壓控制高壓，小功率控制大功率，以轉(zhuǎn)差功率 來控制轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。
本實(shí)用新型經(jīng)多次試驗(yàn)及使用證明可靠性高，功率因數(shù)高，抗干擾能力 強(qiáng)、節(jié)能效果顯著。
本實(shí)用新型的這些或其他特征和優(yōu)點(diǎn)的一個(gè)或部分將通過下面的說明書 對(duì)本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員變得顯而易見，在說明書中，通過描述實(shí)施實(shí)用新 型的最適當(dāng)?shù)姆绞?，給出并闡述了本實(shí)用新型的一種具體實(shí)施方式
。正如其將 被認(rèn)識(shí)到的，本實(shí)用新型可有不同的實(shí)施方式，且在不背離本實(shí)用新型的情況 下，其一些細(xì)節(jié)也可有多種變體。據(jù)此，附圖及說明書僅應(yīng)被看作是描述性的 而非限制性的


圖1為依照本實(shí)用新型的一種具體實(shí)施方式
的電機(jī)調(diào)速控制裝置的電路 原理圖。
圖2為依照本實(shí)用新型的一種具體實(shí)施方式
的電機(jī)調(diào)速控制裝置配連內(nèi) 反饋繞線式異步電動(dòng)機(jī)時(shí)的電路原理圖。
圖3為依照本實(shí)用新型的一種具體實(shí)施方式
的電機(jī)調(diào)速控制裝置配連普 通繞線式異步電動(dòng)機(jī)時(shí)的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
圖1為依照本實(shí)用新型的一種具體實(shí)施方式
的電機(jī)調(diào)速控制裝置的電路 原理圖，如圖1所示，本實(shí)用新型是由三相全橋整流器ZL、電抗器組LC，保 護(hù)可控硅BHT、 IGBT斬波電路ZB、全控有源逆變器NB和儲(chǔ)能電容C組成， 三相全橋整流器ZL的輸入端連接電動(dòng)機(jī)D1 (圖中沒有標(biāo)記)的控制繞組側(cè)、 輸出端串聯(lián)濾波電抗器LC后并聯(lián)主回路保護(hù)可控硅BHT和PWM調(diào)制的全控 型高頻波電路ZB， IGBT斬波電路ZB并聯(lián)儲(chǔ)能電容C和三相IGBT有源逆變 器NB， IGBT有源逆變器NB連接電動(dòng)機(jī)D1。
圖2為依照本實(shí)用新型的一種具體實(shí)施方式
的電機(jī)調(diào)速控制裝置配連內(nèi) 反饋繞線式異步電動(dòng)機(jī)時(shí)的電路原理圖。如圖2所示，三相全橋整流器ZL、
電抗器LC，保護(hù)可控硅BHT、 IGBT斬波電路ZB、全控有源逆變器NB和儲(chǔ) 能電容C組成，三相全橋整流器ZL的輸入端連接電動(dòng)機(jī)D1 (圖中沒有標(biāo)記) 的控制繞組側(cè)、輸出端串聯(lián)濾波電抗器LC后并聯(lián)主回路保護(hù)可控硅BHT和 PWM調(diào)制的全控型高頻波電路ZB， IGBT斬波電路ZB并聯(lián)儲(chǔ)能電容C和三 相IGBT有源逆變器NB， IGBT有源逆變器NB連接電動(dòng)機(jī)D1。
圖3為依照本實(shí)用新型的一種具體實(shí)施方式
的電機(jī)調(diào)速控制裝置配連普 通繞線式異步電動(dòng)機(jī)時(shí)的電路原理圖。本實(shí)用新型還在由三相全橋整流器ZL、 電抗器LC、保護(hù)可控硅BHT、 IGBT斬波電路ZB、 IGBT有源逆變器NB和 儲(chǔ)能電容C組成電機(jī)調(diào)速控制裝置的IGBT有源逆變器NB連接了反饋?zhàn)儔浩?BL，變壓器B連接電動(dòng)機(jī)M2的外接交流電源，三相全橋整流器ZL的輸入端 連接電動(dòng)機(jī)D2的轉(zhuǎn)子側(cè)。
本實(shí)用新型中的IGBT斬波電路ZB為IGBT全控高頻斬波電路，斬波電 路ZB開關(guān)頻率為工業(yè)通常用的2-3KHZ，當(dāng)然也采用其它型適用的可關(guān)斷電 力電子器件；IGBT有源逆變器NB為通用的IGBT全控有源逆變器，當(dāng)然， 也可采用其它適用的可判斷電力電子器件。
本實(shí)用新型還再將IGBT斬波電路、主回路保護(hù)可控硅IGBT有源逆變器 連接由編程芯片(如TMS320LF2407A主芯片或是其它芯片)所組連的微電腦 控制器。實(shí)現(xiàn)對(duì)IGBT斬波電路、保護(hù)可控硅及IGBT有源逆變器的驅(qū)動(dòng)和脈 沖及PWM調(diào)制。實(shí)現(xiàn)裝置的自動(dòng)控制、速度閉鎖和邏輯，并對(duì)所有保護(hù)的測(cè)
量、整定、邏輯、報(bào)警及出口，系統(tǒng)運(yùn)行有關(guān)的操作、顯示、報(bào)警等信息的處 理及指示。實(shí)現(xiàn)裝置與外部系統(tǒng)的通訊管理，以及裝置整定和調(diào)試等輔助功能。
因?yàn)椴捎玫氖请妱?dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)或控制系統(tǒng)繞組側(cè)控制，只需對(duì)轉(zhuǎn)子電流控
制，逆變器大部分最大只需要15%額定功率，為了系統(tǒng)可靠逆變器取20%電動(dòng) 機(jī)額定功率便可實(shí)現(xiàn)安全調(diào)速，反饋?zhàn)儔浩魅萘客孀兤魅≈迪嗤?br> 本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)該知道，以上在說明書及附圖描述的本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
僅是示例性的而非限制性的。
前述對(duì)本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
的說明僅以示例和描述為目的。其并非意 于窮盡各實(shí)施方式或?qū)?shí)用新型局限于已揭示的實(shí)施方式或某一定式。據(jù)此， 上述描述應(yīng)被看作是示例性的而非局限性的。顯而易見是，很多修改及變體對(duì) 本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員來說的可見的。選定并描述了各具體實(shí)施方式
是為了最清 楚的解釋本實(shí)用新型的原理以及最佳的實(shí)際應(yīng)用方式，以令本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人 員了解本實(shí)用新型的適合于預(yù)期的特殊用途或?qū)崿F(xiàn)的各種實(shí)施例及各種變體。 意欲由后續(xù)的權(quán)利要求及其等效變化限定本實(shí)用新型的范圍，在權(quán)利要求中， 除非另行指出，所有術(shù)語都應(yīng)解釋為其最廣的含義。應(yīng)該意識(shí)到，本領(lǐng)域內(nèi)的 一般技術(shù)人員可以在不脫離由下面的權(quán)利要求定義的本實(shí)用新型的范圍的情 況下，在具體實(shí)施方式
中作出變化。此外，無論下述的權(quán)利要求是否明確描述 了某些要素及組件，均不意在將現(xiàn)有公開中的這些要素及組件獻(xiàn)于公知領(lǐng)域。
權(quán)利要求1.一種電機(jī)調(diào)速控制裝置，其特征在于包括三相全橋整流器ZL、電抗器LC，保護(hù)可控硅BHT、IGBT斬波電路ZB、全控有源逆變器NB和儲(chǔ)能電容C，三相全橋整流器ZL的輸入端作為電機(jī)調(diào)速控制裝置用以連接電動(dòng)機(jī)的控制繞組側(cè)、輸出端串聯(lián)濾波電抗器LC后并聯(lián)主回路保護(hù)可控硅BHT和PWM調(diào)制的全控型高頻波電路ZB，IGBT斬波電路ZB并聯(lián)儲(chǔ)能電容C和三相IGBT有源逆變器NB，IGBT有源逆變器NB作為電機(jī)調(diào)速控制裝置輸出端，用以連接電動(dòng)機(jī)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電機(jī)調(diào)速控制裝置，其特征在于在上述調(diào)速控制 裝置的IGBT有源逆變器上還連接反饋?zhàn)儔浩鳌?br> 3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電機(jī)調(diào)速控制裝置，其特征在于IGBT斬波電路 ZB為IGBT全控高頻斬波電路，斬波電路ZB開關(guān)頻率為工業(yè)通常用的2至 3KHZc
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電機(jī)調(diào)速控制裝置，其特征在于IGBT有源逆變器 NB為通用的IGBT全控有源逆變器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電機(jī)調(diào)速控制裝置，其特征在于IGBT斬波電路、 主回路保護(hù)可控硅IGBT有源逆變器連接由編程芯片所組連的微電腦控制 器，用以實(shí)現(xiàn)對(duì)IGBT斬波電路、保護(hù)可控硅及IGBT有源逆變器的驅(qū)動(dòng)和 脈沖及PWM調(diào)制。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電機(jī)調(diào)速控制裝置，其特征在于所述編程芯片為 TMS320LF2407A主芯片。
專利摘要一種電機(jī)調(diào)速控制裝置，包括三相全橋整流器ZL、電抗器LC，保護(hù)可控硅BHT、IGBT斬波電路ZB、全控有源逆變器NB和儲(chǔ)能電容C，三相全橋整流器ZL的輸入端作為電機(jī)調(diào)速控制裝置用以連接電動(dòng)機(jī)D1的控制繞組側(cè)、輸出端串聯(lián)濾波電抗器LC后并聯(lián)主回路保護(hù)可控硅BHT和PWM調(diào)制的全控型高頻IGBT斬波電路ZB，IGBT斬波電路ZB并聯(lián)儲(chǔ)能電容C和三相IGBT有源逆變器NB，IGBT有源逆變器NB作為電機(jī)調(diào)速控制裝置輸出端，用以連接電動(dòng)機(jī)D1。由于本實(shí)用新型設(shè)計(jì)采用了上述方案，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子交流變頻調(diào)速，與現(xiàn)有的定子高壓變頻調(diào)速裝置相比，低壓控制高壓，小功率控制大功率，以轉(zhuǎn)差功率來控制轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。
文檔編號(hào)H02P27/04GK201191814SQ20082006281
公開日2009年2月4日 申請(qǐng)日期2008年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月7日
發(fā)明者黃中軍 申請(qǐng)人:黃中軍