一種新型的三電平逆變調(diào)速的控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種新型的三電平逆變調(diào)速的控制系統(tǒng)，它包括有串聯(lián)在變頻器直流母線上的第一直流母線分壓電容、第二直流母線分壓電容，第一直流母線分壓電容、第二直流母線分壓電容的連接中性點分別與第一、第二、第三相橋臂連接；本方案在原有的二電平逆變調(diào)速方式的基礎(chǔ)上改變主電路結(jié)構(gòu)和控制方式使輸出電壓具有27種狀態(tài)，從而使輸出波形更趨向為正諧波。解決了開關(guān)元件耐壓不夠、輸出電壓為非正諧波、輸出諧波大的技術(shù)難題。在實際運行中，可大大減少對電網(wǎng)的干擾，降低了電機(jī)的運行溫度，減少了電機(jī)絕緣老化的安全隱患。
【專利說明】—種新型的三電平逆變調(diào)速的控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及礦山絞車變頻控制系統(tǒng)，更具體的說，涉及一種變頻器采取新型的三電平逆變調(diào)速的變頻控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國家對節(jié)能環(huán)保的要求越來越高，變頻器由于其具有調(diào)速范圍廣、調(diào)速精度高、動態(tài)響應(yīng)好、節(jié)能效果顯著等優(yōu)點被全面用于礦山設(shè)備的電氣控制系統(tǒng)中。但現(xiàn)有的變頻器大多采用二電平逆變調(diào)速方式，其電路控制簡單、成本低、技術(shù)成熟，但該類變頻器存在抗干擾能力差、性能不穩(wěn)定、輸出諧波高等缺點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種在原有的兩電平控制方式的基礎(chǔ)上，通過改變主電路的結(jié)構(gòu)和控制算法重新設(shè)計來實現(xiàn)的，進(jìn)一步的目的，是提供一種具有電壓沖擊低、抗干擾性強(qiáng)，輸出波形更接近正弦波、電平數(shù)增多、輸出電壓諧波含量低、性能穩(wěn)定、節(jié)能效果顯著的三電平逆變調(diào)速的控制系統(tǒng)。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型所提供的技術(shù)方案為:一種新型的三電平逆變調(diào)速的控制系統(tǒng)，它包括有串聯(lián)在變頻器直流母線上的第一直流母線分壓電容、第二直流母線分壓電容，第一直流母線分壓電容、第二直流母線分壓電容的連接中性點分別與第一、第二、第三相橋臂連接；第一、第二、第三相橋臂均包括有第一箝位二極管、第二箝位二極管、第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)、第四開關(guān)，其中，第一箝位二極管、第二箝位二極管相串聯(lián)，其串聯(lián)的連接中性點與第一直流母線分壓電容、第二直流母線分壓電容的連接中性點連接；第一箝位二極管的另一端與串聯(lián)的第一開關(guān)、第二開關(guān)一端連接；第二箝位二極管的另一端與串聯(lián)的第三開關(guān)、第四開關(guān)一端連接；第二開關(guān)與第三開關(guān)相連接；第一續(xù)流二極管、第二續(xù)流二極管、第三續(xù)流二極管、第四續(xù)流二極管分別連接在第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)、第四開關(guān)兩端。
[0005]所述的第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)、第四開關(guān)均采用IGBT。
[0006]本方案采用SVPWM控制算法，即在一個開關(guān)周期內(nèi)通過對基本電壓矢量加以組合，使其平均值與給定電壓矢量相等。在某個時刻，電壓矢量旋轉(zhuǎn)到某個區(qū)域中，可由組成這個區(qū)域的兩個相鄰的非零矢量和零矢量在時間上的不同組合來得到。兩個矢量的作用時間在一個采樣周期內(nèi)分多次施加，從而控制各個電壓矢量的作用時間，使電壓空間矢量接近按圓軌跡旋轉(zhuǎn)，通過逆變器的不同開關(guān)狀態(tài)所產(chǎn)生的實際磁通去逼近理想磁通圓，并由兩者的比較結(jié)果來決定逆變器的開關(guān)狀態(tài)，從而形成PWM波形。本方案在原有的二電平逆變調(diào)速方式的基礎(chǔ)上改變主電路結(jié)構(gòu)和控制方式使輸出電壓具有27種狀態(tài)，從而使輸出波形更趨向為正諧波。解決了開關(guān)元件耐壓不夠、輸出電壓為非正諧波、輸出諧波大的技術(shù)難題。在實際運行中，可大大減少對電網(wǎng)的干擾，降低了電機(jī)的運行溫度，減少了電機(jī)絕緣老化的安全隱患?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0007]圖1為本實用新型的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0008]下面結(jié)合所有附圖對本實用新型作進(jìn)一步說明，本實用新型的較佳實施例為:參見附圖1，本實施例所述的一種新型的三電平逆變調(diào)速的控制系統(tǒng)包括有串聯(lián)在變頻器直流母線上的第一直流母線分壓電容Cl、第二直流母線分壓電容C2，第一直流母線分壓電容Cl、第二直流母線分壓電容C2不僅有濾波的作用，還起電壓分壓支撐的作用；第一直流母線分壓電容Cl、第二直流母線分壓電容C2的連接中性點分別與第一、第二、第三相橋臂連接；第一、第二、第三相橋臂均包括有第一箝位二極管VD1、第二箝位二極管VD4、第一開關(guān)VI1、第二開關(guān)V12、第三開關(guān)V41、第四開關(guān)V42，其中，第一箝位二極管VD1、第二箝位二極管VD4相串聯(lián)，第一箝位二極管VD1、第二箝位二極管VD4對電壓形成中性點箝位；其串聯(lián)的連接中性點與第一直流母線分壓電容Cl、第二直流母線分壓電容C2的連接中性點連接；第一箝位二極管VDl的另一端與串聯(lián)的第一開關(guān)VI1、第二開關(guān)V12 —端連接；第二箝位二極管VD4的另一端與串聯(lián)的第三開關(guān)V41、第四開關(guān)V42 —端連接；第二開關(guān)V12與第三開關(guān)V41相連接；第一續(xù)流二極管VD11、第二續(xù)流二極管VD12、第三續(xù)流二極管VD41、第四續(xù)流二極管VD42分別連接在第一開關(guān)VI1、第二開關(guān)V12、第三開關(guān)V41、第四開關(guān)V42兩端。本實施例的第一開關(guān)VI1、第二開關(guān)V12、第三開關(guān)V41、第四開關(guān)V42均采用IGBT。 [0009]上述方案的工作原理為:變頻器直流母線電壓被兩個串聯(lián)電容Cl和C2分割成三個等級；兩個電容Cl和C2的中間點被定義為中性點，以中性點為參考點，當(dāng)?shù)谝幌鄻虮凵系牡谝粋€和第二個IGBT同時導(dǎo)通，第三個和第四個IGBT同時關(guān)斷時，則第一相輸出電壓為+Ud/2 (Ud為母線電壓)；當(dāng)?shù)诙€和第三個IGBT同時導(dǎo)通，第一個和第四個同時關(guān)斷時，輸出為0 ;當(dāng)?shù)谌齻€和第四個同時導(dǎo)通，第一個和第二個同時關(guān)斷時，則輸出電壓-Ud/2 ;可見，第一相輸出電壓uAm具有三種狀態(tài):+Ud/2、0、-Ud/2，其輸出狀態(tài)見下表:
[0010]
【權(quán)利要求】
1.一種新型的三電平逆變調(diào)速的控制系統(tǒng)，其特征在于:它包括有串聯(lián)在變頻器直流母線上的第一直流母線分壓電容(Cl)、第二直流母線分壓電容(C2)，第一直流母線分壓電容(Cl)、第二直流母線分壓電容(C2)的連接中性點分別與第一、第二、第三相橋臂連接；第一、第二、第三相橋臂均包括有第一箝位二極管(VD1)、第二箝位二極管(VD4)、第一開關(guān)(VII)、第二開關(guān)(V12)、第三開關(guān)(V41)、第四開關(guān)(V42)，其中，第一箝位二極管(VD1)、第二箝位二極管(VD4)相串聯(lián)，其串聯(lián)的連接中性點與第一直流母線分壓電容(Cl)、第二直流母線分壓電容(C2)的連接中性點連接；第一箝位二極管(VDl)的另一端與串聯(lián)的第一開關(guān)(VII)、第二開關(guān)(V12) —端連接；第二箝位二極管(VD4)的另一端與串聯(lián)的第三開關(guān)(V41)、第四開關(guān)(V42) —端連接；第二開關(guān)(V12)與第三開關(guān)(V41)相連接；第一續(xù)流二極管(VD11)、第二續(xù)流二極管(VD12)、第三續(xù)流二極管(VD41)、第四續(xù)流二極管(VD42)分別連接在第一開關(guān)(VII)、第二開關(guān)(V12)、第三開關(guān)(V41)、第四開關(guān)(V42)兩端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型的三電平逆變調(diào)速的控制系統(tǒng)，其特征在于:第一開關(guān)(VII)、第二開關(guān)(V12)、第三開關(guān)(V41)、第四開關(guān)(V42)均采用IGBT。
【文檔編號】H02M7/483GK203466746SQ201320602327
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月29日
【發(fā)明者】鄧鷹, 柳中國 申請人:湖南金三星煤機(jī)制造有限公司