CN201191814Y - 一种交流电动机调速控制装置 - Google Patents

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Abstract

一种电机调速控制装置，包括三相全桥整流器ZL、电抗器LC，保护可控硅BHT、IGBT斩波电路ZB、全控有源逆变器NB和储能电容C，三相全桥整流器ZL的输入端作为电机调速控制装置用以连接电动机D1的控制绕组侧、输出端串联滤波电抗器LC后并联主回路保护可控硅BHT和PWM调制的全控型高频IGBT斩波电路ZB，IGBT斩波电路ZB并联储能电容C和三相IGBT有源逆变器NB，IGBT有源逆变器NB作为电机调速控制装置输出端，用以连接电动机D1。由于本实用新型设计采用了上述方案，实现转子交流变频调速，与现有的定子高压变频调速装置相比，低压控制高压，小功率控制大功率，以转差功率来控制转速调节。

Description

一种交流电动机调速控制装置
技术领域
本实用新型涉及一种电动机的调速控制装置，尤其涉及一种通过改变电机转子电流和频率的交流电动机调速控制装置。
背景技术
随着电子和电力工业的日益发展和科学技术的不断进步，对电动机调控技术的要求也越来越高。在公知技术中，现在有大中功率(＞200KW)、高中压(3KV-10KV)交流电动机主要是采用定子3KV、6KV、10KV供电，以提高电动机的效率，电动机调速调制装置主要为两大类：一类是定子变频调速，在电机定子侧接高中压变频器并且串联诸多电子器件，它通过改变定子的电压和频率，来调节电机转速，其构造繁复，造价高，可靠性差。另一类是转子串级调速，在电机转子侧接整流器及晶闸管逆变器，并连接有平波电抗器和整流变压器，通过改变转子的电压来调节转速，其系统体积庞大，可靠性差，且在运行中经常出现失波及受到外界电源影响造成逆变器颠覆烧损器件，尤其工作在低转速情况下时，存在着整个调速系统功率因素低的缺点，给使用带来不便。
实用新型内容
本实用新型的一个目的在于提供一种电机调速控制装置，包括三相全桥整流器ZL、电抗器LC，保护可控硅BHT、IGBT斩波电路ZB、全控有源逆变器NB和储能电容C，三相全桥整流器ZL的输入端作为电机调速控制装置用以连接电动机D1的控制绕组侧、输出端串联滤波电抗器LC后并联主回路保护可控硅BHT和PWM调制的全控型高频IGBT斩波电路ZB，IGBT斩波电路ZB并联储能电容C和三相IGBT有源逆变器NB，IGBT有源逆变器NB作为电机调速控制装置输出端，用以连接电动机D1。
进一步的，在上述调速控制装置的IGBT有源逆变器上还连接反馈变压器。
优选的，IGBT斩波电路ZB为IGBT全控高频斩波电路，斩波电路ZB开关频率为工业通常用的2至3KHZ。
优选的，IGBT有源逆变器NB为通用的IGBT全控有源逆变器。
优选的，IGBT斩波电路、主回路保护可控硅及IGBT有源逆变器连接由编程芯片所组连的微电脑控制器，用以实现对IGBT斩波电路、保护可控硅及IGBT有源逆变器的驱动和脉冲及PWM调制。
优选的，所述编程芯片为TMS320LF2407A主芯片。
本实用新型的电机调速控制装置并联接到电动机的转子侧或是双馈电动机的控制绕组侧。在电动机运转工作时，通过本调速控制装置将三相交流电经三相全桥整流器、主回路保护可控硅变为直流电，通过电抗器进行滤波后，大功率三相IGBT斩波电路斩波，通过速度闭环和电流闭环调节进行1-3KHZ的PWM斩波调制实现调速，再通过三相全控有源逆变器将其余转差功率变为与有源三相同相位的电能传输到内馈电动机的反馈绕组或通过变压器将其传输到定子侧以达到电动机调速和节能的作用。
由于本实用新型设计采用了上述技术方案，经过数次试验用表明，它与现代技术相比，避免了晶闸管低频电力电子器件的关断困难造成系统稍有波动即会失波及斩波频率不能过高的缺点，采用IGBT有源逆变器可自动进行相位校正，能使整个调速装置能安全正常工作，还可通过IGBT有源逆变器将逆变角度调整进入产生容性无功电流状态达到对电机感性无功功率的补偿提高电动机的功率因素，具有结构新颖，设计创新，体积小，造价低，性能安全可靠，功率因素高，谐波小，使用方便等优点，适用于大中功率(200KW-5600KW)、中压(3KV-10KV)绕线式电动机、内反馈电动机、双馈式电动机及双馈内反馈式电动机，系一种新型的电动机调速控制装置。
由于本实用新型设计采用了上述方案，实现转子交流变频调速，与现有的定子高压变频调速装置相比，低压控制高压，小功率控制大功率，以转差功率来控制转速调节。
本实用新型经多次试验及使用证明：可靠性高，功率因数高，抗干扰能力强、节能效果显著。
本实用新型的这些或其他特征和优点的一个或部分将通过下面的说明书对本技术领域内的技术人员变得显而易见，在说明书中，通过描述实施实用新型的最适当的方式，给出并阐述了本实用新型的一种具体实施方式。正如其将被认识到的，本实用新型可有不同的实施方式，且在不背离本实用新型的情况下，其一些细节也可有多种变体。据此，附图及说明书仅应被看作是描述性的而非限制性的。
附图说明
图1为依照本实用新型的一种具体实施方式的电机调速控制装置的电路原理图。
图2为依照本实用新型的一种具体实施方式的电机调速控制装置配连内反馈绕线式异步电动机时的电路原理图。
图3为依照本实用新型的一种具体实施方式的电机调速控制装置配连普通绕线式异步电动机时的电路原理图。
具体实施方式
图1为依照本实用新型的一种具体实施方式的电机调速控制装置的电路原理图，如图1所示，本实用新型是由三相全桥整流器ZL、电抗器组LC，保护可控硅BHT、IGBT斩波电路ZB、全控有源逆变器NB和储能电容C组成，三相全桥整流器ZL的输入端连接电动机D1(图中没有标记)的控制绕组侧、输出端串联滤波电抗器LC后并联主回路保护可控硅BHT和PWM调制的全控型高频波电路ZB，IGBT斩波电路ZB并联储能电容C和三相IGBT有源逆变器NB，IGBT有源逆变器NB连接电动机D1。
图2为依照本实用新型的一种具体实施方式的电机调速控制装置配连内反馈绕线式异步电动机时的电路原理图。如图2所示，三相全桥整流器ZL、电抗器LC，保护可控硅BHT、IGBT斩波电路ZB、全控有源逆变器NB和储能电容C组成，三相全桥整流器ZL的输入端连接电动机D1(图中没有标记)的控制绕组侧、输出端串联滤波电抗器LC后并联主回路保护可控硅BHT和PWM调制的全控型高频波电路ZB，IGBT斩波电路ZB并联储能电容C和三相IGBT有源逆变器NB，IGBT有源逆变器NB连接电动机D1。
图3为依照本实用新型的一种具体实施方式的电机调速控制装置配连普通绕线式异步电动机时的电路原理图。本实用新型还在由三相全桥整流器ZL、电抗器LC、保护可控硅BHT、IGBT斩波电路ZB、IGBT有源逆变器NB和储能电容C组成电机调速控制装置的IGBT有源逆变器NB连接了反馈变压器BL，变压器B连接电动机M2的外接交流电源，三相全桥整流器ZL的输入端连接电动机D2的转子侧。
本实用新型中的IGBT斩波电路ZB为IGBT全控高频斩波电路，斩波电路ZB开关频率为工业通常用的2-3KHZ，当然也采用其它型适用的可关断电力电子器件；IGBT有源逆变器NB为通用的IGBT全控有源逆变器，当然，也可采用其它适用的可判断电力电子器件。
本实用新型还再将IGBT斩波电路、主回路保护可控硅IGBT有源逆变器连接由编程芯片(如TMS320LF2407A主芯片或是其它芯片)所组连的微电脑控制器。实现对IGBT斩波电路、保护可控硅及IGBT有源逆变器的驱动和脉冲及PWM调制。实现装置的自动控制、速度闭锁和逻辑，并对所有保护的测量、整定、逻辑、报警及出口，系统运行有关的操作、显示、报警等信息的处理及指示。实现装置与外部系统的通讯管理，以及装置整定和调试等辅助功能。
因为采用的是电动机转子侧或控制系统绕组侧控制，只需对转子电流控制，逆变器大部分最大只需要15％额定功率，为了系统可靠逆变器取20％电动机额定功率便可实现安全调速，反馈变压器容量同逆变器取值相同。
本领域内的技术人员应该知道，以上在说明书及附图描述的本实用新型的具体实施方式仅是示例性的而非限制性的。
前述对本实用新型具体实施方式的说明仅以示例和描述为目的。其并非意于穷尽各实施方式或将实用新型局限于已揭示的实施方式或某一定式。据此，上述描述应被看作是示例性的而非局限性的。显而易见是，很多修改及变体对本领域内的技术人员来说的可见的。选定并描述了各具体实施方式是为了最清楚的解释本实用新型的原理以及最佳的实际应用方式，以令本领域内的技术人员了解本实用新型的适合于预期的特殊用途或实现的各种实施例及各种变体。意欲由后续的权利要求及其等效变化限定本实用新型的范围，在权利要求中，除非另行指出，所有术语都应解释为其最广的含义。应该意识到，本领域内的一般技术人员可以在不脱离由下面的权利要求定义的本实用新型的范围的情况下，在具体实施方式中作出变化。此外，无论下述的权利要求是否明确描述了某些要素及组件，均不意在将现有公开中的这些要素及组件献于公知领域。

Claims (6)

1.一种电机调速控制装置，其特征在于：包括三相全桥整流器ZL、电抗器LC，保护可控硅BHT、IGBT斩波电路ZB、全控有源逆变器NB和储能电容C，三相全桥整流器ZL的输入端作为电机调速控制装置用以连接电动机的控制绕组侧、输出端串联滤波电抗器LC后并联主回路保护可控硅BHT和PWM调制的全控型高频波电路ZB，IGBT斩波电路ZB并联储能电容C和三相IGBT有源逆变器NB，IGBT有源逆变器NB作为电机调速控制装置输出端，用以连接电动机。
2.根据权利要求1所述的电机调速控制装置，其特征在于：在上述调速控制装置的IGBT有源逆变器上还连接反馈变压器。
3.根据权利要求1或2所述的电机调速控制装置，其特征在于：IGBT斩波电路ZB为IGBT全控高频斩波电路，斩波电路ZB开关频率为工业通常用的2至3KHZ。
4.根据权利要求3所述的电机调速控制装置，其特征在于：IGBT有源逆变器NB为通用的IGBT全控有源逆变器。
5.根据权利要求4所述的电机调速控制装置，其特征在于：IGBT斩波电路、主回路保护可控硅IGBT有源逆变器连接由编程芯片所组连的微电脑控制器，用以实现对IGBT斩波电路、保护可控硅及IGBT有源逆变器的驱动和脉冲及PWM调制。
6.根据权利要求5所述的电机调速控制装置，其特征在于：所述编程芯片为TMS320LF2407A主芯片。
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