一種低轉速大轉矩的船用雙三相異步傳動系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于交流傳動技術領域，特別涉及一種低轉速大轉矩雙三相異步傳動系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]隨著科技和電力電子技術的快速發(fā)展，對海洋資源的探索成為了可能。伴隨著海洋科技力量的推動和船舶技術的支撐，海洋的開發(fā)進入了繁榮的新局面。發(fā)展海洋經濟，堅持陸海規(guī)劃，制定和實施海洋發(fā)展戰(zhàn)略，提高海洋開發(fā)、控制、綜合管理能力作為國家的發(fā)展規(guī)劃之一。同時海洋的開發(fā)離不開海洋裝備的發(fā)展，也作為國家的發(fā)展戰(zhàn)略，其中船用起重技術是其關鍵技術之一。
[0003]采用彈性鋼索吊裝的船用起重機要求其可運行在加速、減速過程等工況。對于起重過程的工況是速度低，轉矩大的特殊場合，開發(fā)一種低速大轉矩電機傳動系統(tǒng)具有高精度、轉矩大的性能是有必要的。對低轉速大轉矩電機傳動系統(tǒng)進行研究，提高系統(tǒng)的性能，對促進海洋資源的開發(fā)具有重要的意義。低速大轉矩電機傳動系統(tǒng)是海洋資源開發(fā)的裝備的關鍵技術，其對國家的經濟和軍事具有深遠意義。
[0004]深海作業(yè)要求電機的轉子結構無刷化，堅固耐用，維護簡單，為了更好地滿足這一要求，常采用鼠籠式感應電機。傳統(tǒng)的方法沒有考慮低速時，電機需要低速大轉矩的輸出特性，及對電機的絕緣耐壓保護，實際應用中存在不足。
[0005]基于以上分析，本發(fā)明人試圖改變研究角度，以提高低速下轉矩的輸出，并保護電機定子繞組的耐壓絕緣，本案由此產生。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的目的，在于提供一種低轉速大轉矩的船用雙三相異步傳動系統(tǒng)，其可提高低速下轉矩的輸出，并保護電機定子繞組的耐壓絕緣，使系統(tǒng)在不同工況條件下安全可靠運行。
[0007]為了達成上述目的，本發(fā)明的解決方案是:
[0008]一種低轉速大轉矩的船用雙三相異步傳動系統(tǒng)，包括雙三相異步電機、第一減速單元、第二減速單元、耐壓絕緣保護單元、第一三相逆變器、控制驅動器、第二三相逆變器、三相不控整流橋、電磁制動單元、變速齒輪箱和拖動軸，其中，雙三相異步電機包含有兩個三相繞組，分別并接第一、第二減速單元;耐壓絕緣保護單元連接雙三相異步電機的繞組端，所述第一三相逆變器和第二三相逆變器的輸出電壓分別送至耐壓絕緣保護單元，而第一三相逆變器和第二三相逆變器的母線電壓由三相不控整流橋構成;控制驅動器用于調節(jié)第一三相逆變器和第二三相逆變器的輸出信號，進而改變雙三相異步電機的轉速;變速齒輪箱和電磁制動單元連接雙三相異步電機的轉子軸，且轉子軸上還連接有拖動軸，用于帶負載。
[0009]上述雙三相異步電機的兩個三相繞組采用三角型接法。
[0010]上述耐壓絕緣保護單元包含有一個鐵芯和六個線圈，六個線圈以相同的纏繞方式纏繞在鐵芯上，并按順時針方向依次為A相、E相、B相、F相、C相、D相，且以進線方向為正輸入端，出線方向為負輸入端。
[0011 ]上述電磁制動單元由磁粉制動器構成。
[0012]上述控制驅動器還分別連接第一交流電流傳感器和第二交流電流傳感器，第一、第二交流電流傳感器分別連接在雙三相異步電機的兩個三相繞組上，用于感測兩個三相繞組的電流。
[0013]上述控制驅動器還連接直流電壓傳感器，直流電壓傳感器連接三相不控整流橋，用于感測第一三相逆變器和第二三相逆變器的母線電壓。
[0014]上述第一減速單元和第二減速單元的結構相同，均包含三相不控橋、可控開關和功率電阻，三相不控橋經由可控開關連接功率電阻。
[0015]采用上述方案后，本發(fā)明不僅能應用于碼頭的裝卸起重，還可以應用于深海作業(yè)，能較好地適應于深海中的惡劣環(huán)境。本發(fā)明具有以下特點:
[0016](1)本發(fā)明通過采用減速單元，能安全可靠運行在低速大轉矩及惡劣的工況環(huán)境中，實現(xiàn)電機加速/減速平穩(wěn)運行及安全可靠的懸停；
[0017](2)本發(fā)明通過采用耐壓絕緣保護單元，可以實現(xiàn)保護電機定子繞組的耐壓絕緣；
[0018](3)本發(fā)明通過采用兩套三相繞組三角型繞組并聯(lián)的聯(lián)接方式，增大了船用起重裝置的容量。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明的整體架構圖；
[0020]圖2是本發(fā)明中耐壓絕緣保護單元的結構原理示意圖；
[0021 ]圖3是本發(fā)明中第一減速單元和第二減速單元的結構框圖。
【具體實施方式】
[0022]以下將結合附圖，對本發(fā)明的技術方案進行詳細說明。
[0023]如圖1所示，本發(fā)明提供一種低轉速大轉矩的船用雙三相異步傳動系統(tǒng)，包括雙三相異步電機1、第一減速單元4、第二減速單元5、耐壓絕緣保護單元6、第一三相逆變器7、控制驅動器8、第二三相逆變器9、三相不控整流橋11、電磁制動單元14、變速齒輪箱12和拖動軸13，其中，雙三相異步電機1包含有兩個三相繞組，這兩個三相繞組采用三角型接法，且對應每個三相繞組，均并接一個減速單元，也即圖1中的第一減速單元4和第二減速單元5;耐壓絕緣保護單元6連接雙三相異步電機1的繞組端，所述第一三相逆變器7和第二三相逆變器9的輸出電壓分別送至耐壓絕緣保護單元6，而第一三相逆變器7和第二三相逆變器9的母線電壓由三相不控整流橋構成;控制驅動器8用于根據(jù)傳動系統(tǒng)在工作過程中的參數(shù)，計算給定速度，調節(jié)第一三相逆變器7和第二三相逆變器9的輸出信號，進而改變雙三相異步電機1的轉速;變速齒輪箱12和電磁制動單元14連接雙三相異步電機1的轉子軸，且轉子軸上還連接有拖動軸13，用于帶負載。
[0024]如圖2所示，所述耐壓絕緣保護單元6包含有一個鐵芯和六個線圈，六個線圈以相同的纏繞方式纏繞在鐵芯上，并按順時針方向依次為A相、E相、B相、F相、C相、D相，且以進線方向為正輸入端，出線方向為負輸入端。
[0025]所述第一減速單元4和第二減速單元5的結構相同，均包含三相不控橋、可控開關和功率電阻，三相不控橋經由可控開關連接功率電阻，用于吸收減速的功率，具體如圖3所不ο
[0026]所述電磁制動單元1由磁粉制動器構成，用于在懸停時起動機構制動的效果。
[0027]在本實施例中，通過設置第一交流電流傳感器2、第二交流電流傳感器3和直流電壓傳感器10，分別感測雙三相異步電機1兩個三相繞組的電流iabc、idef和其母線電壓UDC，并送入控制驅動器8進行處理。
[0028]通過以上結構，可根據(jù)給定速度，控制雙三相異步電機1工作在三種狀態(tài):(1)加速狀態(tài)，電機輸出正向轉矩使輸出負載上升；(2)減速狀態(tài)，電機輸出負向轉矩使負載下降并使能第一、第二減速單元4、5工作；(3)懸停狀態(tài)，電機輸出正向轉矩使負載的速度為零，使能電磁制動單元工作。給定速度信號的輸出依據(jù)當前的狀態(tài)輸出。
[0029]綜合上述，本發(fā)明一種低轉速大轉矩的船用雙三相異步傳動系統(tǒng)，將第一三相逆變器和第二三相逆變器同時串接耐壓絕緣保護單元，用于保護雙三相異步電機的絕緣耐壓；同時，在雙三相異步電機的每個三相繞組分別并接一個減速單元，電機的兩個三相繞組采用三角形接法。采用該系統(tǒng)可以使電機可靠運行在低速大轉矩的工況下。在轉子軸上并接的齒輪箱主要是用于起到一定的變比作用。
[0030]以上實施例僅為說明本發(fā)明的技術思想，不能以此限定本發(fā)明的保護范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術思想，在技術方案基礎上所做的任何改動，均落入本發(fā)明保護范圍之內。
【主權項】
1.一種低轉速大轉矩的船用雙三相異步傳動系統(tǒng)，其特征在于:包括雙三相異步電機、第一減速單元、第二減速單元、耐壓絕緣保護單元、第一三相逆變器、控制驅動器、第二三相逆變器、三相不控整流橋、電磁制動單元、變速齒輪箱和拖動軸，其中，雙三相異步電機包含有兩個三相繞組，分別并接第一、第二減速單元;耐壓絕緣保護單元連接雙三相異步電機的繞組端，所述第一三相逆變器和第二三相逆變器的輸出電壓分別送至耐壓絕緣保護單元，而第一三相逆變器和第二三相逆變器的母線電壓由三相不控整流橋構成;控制驅動器用于調節(jié)第一三相逆變器和第二三相逆變器的輸出信號，進而改變雙三相異步電機的轉速;變速齒輪箱和電磁制動單元連接雙三相異步電機的轉子軸，且轉子軸上還連接有拖動軸，用于帶負載。2.如權利要求1所述的一種低轉速大轉矩的船用雙三相異步傳動系統(tǒng)，其特征在于:所述雙三相異步電機的兩個三相繞組采用三角型接法。3.如權利要求1所述的一種低轉速大轉矩的船用雙三相異步傳動系統(tǒng)，其特征在于:所述耐壓絕緣保護單元包含有一個鐵芯和六個線圈，六個線圈以相同的纏繞方式纏繞在鐵芯上，并按順時針方向依次為A相、E相、B相、F相、C相、D相，且以進線方向為正輸入端，出線方向為負輸入端。4.如權利要求1所述的一種低轉速大轉矩的船用雙三相異步傳動系統(tǒng)，其特征在于:所述電磁制動單元由磁粉制動器構成。5.如權利要求1所述的一種低轉速大轉矩的船用雙三相異步傳動系統(tǒng)，其特征在于:所述控制驅動器還分別連接第一交流電流傳感器和第二交流電流傳感器，第一、第二交流電流傳感器分別連接在雙三相異步電機的兩個三相繞組上，用于感測兩個三相繞組的電流。6.如權利要求1所述的一種低轉速大轉矩的船用雙三相異步傳動系統(tǒng)，其特征在于:所述控制驅動器還連接直流電壓傳感器，直流電壓傳感器連接三相不控整流橋，用于感測第一三相逆變器和第二三相逆變器的母線電壓。7.如權利要求1所述的一種低轉速大轉矩的船用雙三相異步傳動系統(tǒng)，其特征在于:所述第一減速單元和第二減速單元的結構相同，均包含三相不控橋、可控開關和功率電阻，三相不控橋經由可控開關連接功率電阻。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種低轉速大轉矩的船用雙三相異步傳動系統(tǒng)，包括雙三相異步電機，雙三相異步電機的兩個三相繞組分別并接第一、第二減速單元；耐壓絕緣保護單元連接雙三相異步電機的繞組端，第一、第二三相逆變器的輸出電壓分別送至耐壓絕緣保護單元，而第一、第二三相逆變器的母線電壓由三相不控整流橋構成；控制驅動器用于調節(jié)第一、第二三相逆變器的輸出信號，進而改變雙三相異步電機的轉速；變速齒輪箱和電磁制動單元連接雙三相異步電機的轉子軸，且轉子軸上還連接有拖動軸用于帶負載。此系統(tǒng)可提高低速下轉矩的輸出，并保護電機定子繞組的耐壓絕緣，使系統(tǒng)在不同工況條件下安全可靠運行。
【IPC分類】H02P25/22, H02K7/116, H02K3/40, H02K7/102, H02P27/06
【公開號】CN105490454
【申請?zhí)枴緾N201610016704
【發(fā)明人】卜飛飛, 丁玉林, 朱靜, 丁久斌, 李文
【申請人】南京航空航天大學, 江蘇世隆電機有限公司
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2016年1月11日