專利名稱：電機(jī)轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電機(jī)調(diào)速裝置，尤其是電機(jī)變頻調(diào)速裝置，屬于電機(jī)調(diào)速技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景 目前，用于風(fēng)機(jī)、水泵類電機(jī)的轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速裝置調(diào)速效率較低，起動(dòng)性能較差，調(diào)速控制方式不靈活，抗干擾能力較差。

實(shí)用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有變頻調(diào)速裝置的上述不足，本實(shí)用新型提供一種調(diào)速效率高的電機(jī)轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速系統(tǒng)。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是電機(jī)轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速系統(tǒng)，包括內(nèi)反饋電機(jī)、液阻調(diào)速單元、轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速單元；還包括功率補(bǔ)償單元和信號(hào)處理器；轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速單元包括依次連接的.整流模塊、斬波模塊、穩(wěn)壓模塊、保護(hù)模塊和逆變模塊；逆變模塊的輸出端與功率補(bǔ)償單元的輸入端聯(lián)接；整流模塊由六組功率單元與電感構(gòu)成；斬波模塊由并聯(lián)的IGBT管和串聯(lián)的二極管構(gòu)成；穩(wěn)壓模塊由并聯(lián)的電容和電容組構(gòu)成；保護(hù)模塊由并聯(lián)的IGBT管和串聯(lián)的IGBT管構(gòu)成；逆變模塊由電感、六組IGBT管輸出單元、電抗器構(gòu)成；功率補(bǔ)償單元由真空接觸器和晶閘管電容組構(gòu)成。本實(shí)用新型的有益效果是，調(diào)速效率高，起動(dòng)性能好，可實(shí)現(xiàn)平滑無級(jí)調(diào)速，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安全可靠；調(diào)速運(yùn)行與全速運(yùn)行轉(zhuǎn)換方便，抗干擾能力強(qiáng)；節(jié)能效果顯著。用于自來水廠、發(fā)電廠、供熱廠、冶金、石化等領(lǐng)域的高壓大容量風(fēng)機(jī)、泵類電機(jī)調(diào)速。

圖I是本實(shí)用新型總體框圖；圖2是本實(shí)用新型原理框圖；圖3是圖I中轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速單元電路原理圖；圖4是圖I中功率補(bǔ)償單元電路原理圖。圖中零部件及編號(hào)I-內(nèi)反饋電機(jī)，2-液阻調(diào)速單元，2-1-水箱，2-2-循環(huán)泵，2-3-熱交換器；3-轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速單元，3-1-整流模塊，3-2-斬波模塊，3-3-穩(wěn)壓模塊，3-4-保護(hù)模塊，3-5-逆變模塊；4-功率補(bǔ)償單元。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。[0017]參見圖1-4，電機(jī)轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速系統(tǒng)，包括內(nèi)反饋電機(jī)I、液阻調(diào)速單元2、轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速單元3 ;還包括功率補(bǔ)償單元4和信號(hào)處理器；轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速單元3包括依次連接的.整流模塊3-1、斬波模塊3-2、穩(wěn)壓模塊3-3、保護(hù)模塊3-4和逆變模塊3_5 ;逆變模塊3-5的輸出端與功率補(bǔ)償單元4的輸入端聯(lián)接；整流模塊3-1由六組功率單元與電感LI構(gòu)成；斬波模塊3-2由并聯(lián)的IGBT管VDl和串聯(lián)的二極管VD2構(gòu)成；穩(wěn)壓模塊3_3由并聯(lián)的電容Cl和電容組nC2構(gòu)成；保護(hù)模塊3-4由并聯(lián)的IGBT管VD4和串聯(lián)的IGBT管VD3構(gòu)成；逆變模塊3-5由電感L2、六組IGBT管輸出單元、電抗器L3構(gòu)成；功率補(bǔ)償單元4由真空接觸器KM3和晶閘管電容組nVC構(gòu)成。本系統(tǒng)的工作過程為(參見圖2)I)起動(dòng)轉(zhuǎn)調(diào)速(系統(tǒng)設(shè)定) 系統(tǒng)上電，真空接觸器KMl閉合、KM2打開、KM3閉合、KM4打開。按下起動(dòng)按鈕，電機(jī)接通高壓電源，液阻調(diào)速單元工作，電機(jī)從O轉(zhuǎn)速向設(shè)定轉(zhuǎn)速運(yùn)行。電機(jī)到達(dá)預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速時(shí)，真空接觸器依次動(dòng)作——KM4閉合、KM3打開、KM2閉合、KMl打開，轉(zhuǎn)子變頻投入。2)全速轉(zhuǎn)調(diào)速(系統(tǒng)設(shè)定):系統(tǒng)上電，真空接觸器KMl閉合、KM2打開、KM3閉合、KM4打開。按下起動(dòng)按鈕，電機(jī)接通高壓電源，液阻調(diào)速單元工作，電機(jī)從O轉(zhuǎn)速向額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行。電機(jī)到達(dá)額定轉(zhuǎn)速時(shí)，真空接觸器依次動(dòng)作——KM2閉合、KMl打開、KM3保持閉合、KM4保持打開。按下調(diào)速按鈕，真空接觸器依次動(dòng)作——KM4閉合、KM3打開、KM2保持閉合、KMl保持打開，轉(zhuǎn)子變頻投入。3)轉(zhuǎn)子變頻故障系統(tǒng)轉(zhuǎn)調(diào)速轉(zhuǎn)子變頻發(fā)生故障時(shí)，真空接觸器依次動(dòng)作——KMl閉合、KM2打開、KM3閉合、KM4打開，轉(zhuǎn)子變頻器切除，液阻調(diào)速單元投入運(yùn)行。液阻調(diào)速單元(液阻柜)進(jìn)行調(diào)速運(yùn)行時(shí)，循環(huán)泵2-2工作，將水箱2-1內(nèi)的電解液通過出水管泵入熱交換器2-3，熱交換器接循環(huán)水管。循環(huán)水不與電解液接觸，防止電解液被稀釋。電解液經(jīng)循環(huán)水冷卻后再通過入水管進(jìn)入液阻柜內(nèi)，保持液阻柜內(nèi)電解液濃度和液位不變。轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速單元電路原理如下(參見圖3):I).整流模塊系統(tǒng)的整流模塊3-1是由六組大容量二極管、電阻、電容組成的功率單元構(gòu)成，六組功率單元構(gòu)成了一個(gè)三相全波不可控的整流系統(tǒng)，把三相交流電通過整流后變成直流。電感LI的作用為平波與濾波。2).斬波模塊系統(tǒng)的斬波模塊3-2是由IGBT管(絕緣柵雙極型晶體管)組成。在IGBT管的G極上給一個(gè)PWM(脈寬調(diào)制)控制信號(hào)來控制它的開通與關(guān)斷。IGBT管的開關(guān)頻率固定，但占空比可調(diào)。其作用是將有源逆變產(chǎn)生的反電勢(shì)疊加到轉(zhuǎn)子繞組上，且反電勢(shì)的大小可調(diào)，從而改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速。3).穩(wěn)壓模塊系統(tǒng)的穩(wěn)壓模塊3-3是由兩組電容組成。電容組nC2的容量比較小，并聯(lián)在IGBT管的C極和E極兩端，使得IGBT管兩端的高頻電壓諧波被有效濾除，電容Cl為中壓大電容，其作用為對(duì)有源逆變的直流電壓進(jìn)行穩(wěn)壓，同時(shí)濾除低頻諧波。4).保護(hù)模塊系統(tǒng)的保護(hù)模塊3-4是由兩只IGBT管VD3和VD4組成。在系統(tǒng)正常運(yùn)行的時(shí)候VD3是一直導(dǎo)通，VD4是一直關(guān)斷的。當(dāng)系統(tǒng)的逆變模塊出現(xiàn)逆變顛覆故障的時(shí)候，讓VD3立即關(guān)斷，VD4導(dǎo)通。這樣就防止了斬波模塊的IGBT管被擊穿，起到保護(hù)和防止逆變顛覆的作用。5).逆變模塊系統(tǒng)的逆變模塊3-5是由六只IGBT管組成。他們的觸發(fā)信號(hào)是一個(gè)一直給上的六路SPWM(正弦波脈寬調(diào)制)信號(hào)。所以六只IGBT管一直是處于輪流導(dǎo)通的狀態(tài)。直流電通過逆變后變成了三相交流電，直流側(cè)電感L2起到濾波作用，交流側(cè)的輸出電抗器L3起 到抑制諧波的作用。功率補(bǔ)償單元電路原理(參見圖4)KM3為電機(jī)和轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速系統(tǒng)之間的真空接觸器。若需調(diào)速，則其接通后方可投入轉(zhuǎn)子回路，避免開關(guān)投入時(shí)的浪涌沖擊。此外，KM3還有斷開電氣連接的作用。這樣，電機(jī)不停轉(zhuǎn)的時(shí)候操作人員即可檢修。晶閘管電容組nVC中的V為晶閘管閥，C為電容器；a、b、c為一組，根據(jù)不同需要分若干組，每次投切一組，每組均對(duì)稱，參數(shù)完全一樣以避免三相不匹配。晶閘管閥觸發(fā)電路直接由信號(hào)處理器進(jìn)行控制，自動(dòng)檢測(cè)自動(dòng)投切。由于反饋電壓只有轉(zhuǎn)子電壓的一半，所以，電容C采用中低壓電容即可，避免了高壓電容的危險(xiǎn)性。信號(hào)處理器為系統(tǒng)的斬波模塊、逆變模塊、功率補(bǔ)償模塊提供PWM和SPWM觸發(fā)控制信號(hào)。
權(quán)利要求1.一種電機(jī)轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速系統(tǒng)，包括內(nèi)反饋電機(jī)(I)、液阻調(diào)速單元(2)、轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速單元(3);其特征在于，還包括功率補(bǔ)償單元(4)和信號(hào)處理器；轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速單元(3)包括依次連接的.整流模塊(3-1)、斬波模塊(3-2)、穩(wěn)壓模塊(3-3)、保護(hù)模塊(3-4)和逆變模塊(3-5);逆變模塊(3-5)的輸出端與功率補(bǔ)償單元(4)的輸入端聯(lián)接；整流模塊(3-1)由六組功率單元與電感(LI)構(gòu)成；斬波模塊(3-2)由并聯(lián)的IGBT管(VDl)和串聯(lián)的二極管(VD2)構(gòu)成；穩(wěn)壓模塊(3-3)由并聯(lián)的電容(Cl)和電容組(nC2)構(gòu)成；保護(hù)模塊(3-4)由并聯(lián)的IGBT管(VD4)和串聯(lián)的IGBT管(VD3)構(gòu)成；逆變模塊(3_5)由電感(L2)、六組IGBT管輸出單元、電抗器(L3)構(gòu)成；功率補(bǔ)償單元⑷由真空接觸器(KM3)和晶閘管電容組(nVC)構(gòu)成。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種電機(jī)轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速系統(tǒng)，屬于電機(jī)調(diào)速技術(shù)領(lǐng)域。它包括內(nèi)反饋電機(jī)、液阻調(diào)速單元、轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速單元；還包括功率補(bǔ)償單元和信號(hào)處理器；轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速單元包括依次連接的.整流模塊、斬波模塊、穩(wěn)壓模塊、保護(hù)模塊和逆變模塊；逆變模塊的輸出端與功率補(bǔ)償單元的輸入端聯(lián)接；整流模塊由六組功率單元與電感構(gòu)成；斬波模塊由并聯(lián)的IGBT管和串聯(lián)的二極管構(gòu)成；穩(wěn)壓模塊由并聯(lián)的電容和電容組構(gòu)成；保護(hù)模塊由并聯(lián)的IGBT管和串聯(lián)的IGBT管構(gòu)成；逆變模塊由電感、六組IGBT管輸出單元、電抗器構(gòu)成；功率補(bǔ)償單元由真空接觸器和晶閘管電容組構(gòu)成。本實(shí)用新型調(diào)速效率高，起動(dòng)性能好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安全可靠抗干擾能力強(qiáng)；節(jié)能效果顯著。用于自來水廠、發(fā)電廠、供熱廠、冶金、石化等領(lǐng)域的高壓大容量風(fēng)機(jī)、泵類電機(jī)調(diào)速。
文檔編號(hào)H02P1/36GK202444465SQ20122006151
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月24日
發(fā)明者周國(guó)泰, 范月明, 黃中軍 申請(qǐng)人:四川極度電控系統(tǒng)制造有限責(zé)任公司