CN202444465U

CN202444465U - 电机转子变频调速系统

Info

Publication number: CN202444465U
Application number: CN 201220061512
Authority: CN
Inventors: 黄中军; 范月明; 周国泰
Original assignee: SICHUAN EXTREME ELECTRIC CONTROL SYSTEM MANUFACTURING Co Ltd
Current assignee: SICHUAN EXTREME ELECTRIC CONTROL SYSTEM MANUFACTURING Co Ltd
Priority date: 2012-02-24
Filing date: 2012-02-24
Publication date: 2012-09-19
Anticipated expiration: 2022-02-24

Abstract

本实用新型公开了一种电机转子变频调速系统，属于电机调速技术领域。它包括内反馈电机、液阻调速单元、转子变频调速单元；还包括功率补偿单元和信号处理器；转子变频调速单元包括依次连接的.整流模块、斩波模块、稳压模块、保护模块和逆变模块；逆变模块的输出端与功率补偿单元的输入端联接；整流模块由六组功率单元与电感构成；斩波模块由并联的IGBT管和串联的二极管构成；稳压模块由并联的电容和电容组构成；保护模块由并联的IGBT管和串联的IGBT管构成；逆变模块由电感、六组IGBT管输出单元、电抗器构成；功率补偿单元由真空接触器和晶闸管电容组构成。本实用新型调速效率高，起动性能好，结构简单，安全可靠抗干扰能力强；节能效果显著。用于自来水厂、发电厂、供热厂、冶金、石化等领域的高压大容量风机、泵类电机调速。

Description

电机转子变频调速系统

技术领域

本实用新型涉及电机调速装置，尤其是电机变频调速装置，属于电机调速技术领域。

背景技术

目前，用于风机、水泵类电机的转子变频调速装置调速效率较低，起动性能较差，调速控制方式不灵活，抗干扰能力较差。

实用新型内容

为了克服现有变频调速装置的上述不足，本实用新型提供一种调速效率高的电机转子变频调速系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：电机转子变频调速系统，包括内反馈电机、液阻调速单元、转子变频调速单元；还包括功率补偿单元和信号处理器；转子变频调速单元包括依次连接的.整流模块、斩波模块、稳压模块、保护模块和逆变模块；逆变模块的输出端与功率补偿单元的输入端联接；整流模块由六组功率单元与电感构成；斩波模块由并联的IGBT管和串联的二极管构成；稳压模块由并联的电容和电容组构成；保护模块由并联的IGBT管和串联的IGBT管构成；逆变模块由电感、六组IGBT管输出单元、电抗器构成；功率补偿单元由真空接触器和晶闸管电容组构成。

本实用新型的有益效果是，调速效率高，起动性能好，可实现平滑无级调速，结构简单，安全可靠；调速运行与全速运行转换方便，抗干扰能力强；节能效果显著。用于自来水厂、发电厂、供热厂、冶金、石化等领域的高压大容量风机、泵类电机调速。

附图说明

图1是本实用新型总体框图；

图2是本实用新型原理框图；

图3是图1中转子变频调速单元电路原理图；

图4是图1中功率补偿单元电路原理图。

图中零部件及编号：

1-内反馈电机，

2-液阻调速单元，2-1-水箱，2-2-循环泵，2-3-热交换器；

3-转子变频调速单元，3-1-整流模块，3-2-斩波模块，3-3-稳压模块，

3-4-保护模块，3-5-逆变模块；

4-功率补偿单元。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型进一步说明。

参见图1-4，电机转子变频调速系统，包括内反馈电机1、液阻调速单元2、转子变频调速单元3；还包括功率补偿单元4和信号处理器；转子变频调速单元3包括依次连接的.整流模块3-1、斩波模块3-2、稳压模块3-3、保护模块3-4和逆变模块3-5；逆变模块3-5的输出端与功率补偿单元4的输入端联接；整流模块3-1由六组功率单元与电感L1构成；斩波模块3-2由并联的IGBT管VD1和串联的二极管VD2构成；稳压模块3-3由并联的电容C1和电容组nC2构成；保护模块3-4由并联的IGBT管VD4和串联的IGBT管VD3构成；逆变模块3-5由电感L2、六组IGBT管输出单元、电抗器L3构成；功率补偿单元4由真空接触器KM3和晶闸管电容组nVC构成。

本系统的工作过程为(参见图2)：

1)起动转调速(系统设定)：

系统上电，真空接触器KM1闭合、KM2打开、KM3闭合、KM4打开。按下起动按钮，电机接通高压电源，液阻调速单元工作，电机从0转速向设定转速运行。电机到达预设转速时，真空接触器依次动作——KM4闭合、KM3打开、KM2闭合、KM1打开，转子变频投入。

2)全速转调速(系统设定)：

系统上电，真空接触器KM1闭合、KM2打开、KM3闭合、KM4打开。按下起动按钮，电机接通高压电源，液阻调速单元工作，电机从0转速向额定转速运行。电机到达额定转速时，真空接触器依次动作——KM2闭合、KM1打开、KM3保持闭合、KM4保持打开。

按下调速按钮，真空接触器依次动作——KM4闭合、KM3打开、KM2保持闭合、KM1保持打开，转子变频投入。

3)转子变频故障系统转调速：

转子变频发生故障时，真空接触器依次动作——KM1闭合、KM2打开、KM3闭合、KM4打开，转子变频器切除，液阻调速单元投入运行。

液阻调速单元(液阻柜)进行调速运行时，循环泵2-2工作，将水箱2-1内的电解液通过出水管泵入热交换器2-3，热交换器接循环水管。循环水不与电解液接触，防止电解液被稀释。电解液经循环水冷却后再通过入水管进入液阻柜内，保持液阻柜内电解液浓度和液位不变。

转子变频调速单元电路原理如下(参见图3)：

1).整流模块：

系统的整流模块3-1是由六组大容量二极管、电阻、电容组成的功率单元构成，六组功率单元构成了一个三相全波不可控的整流系统，把三相交流电通过整流后变成直流。电感L1的作用为平波与滤波。

2).斩波模块：

系统的斩波模块3-2是由IGBT管(绝缘栅双极型晶体管)组成。在IGBT管的G极上给一个PWM(脉宽调制)控制信号来控制它的开通与关断。IGBT管的开关频率固定，但占空比可调。其作用是将有源逆变产生的反电势叠加到转子绕组上，且反电势的大小可调，从而改变电机的转速。

3).稳压模块：

系统的稳压模块3-3是由两组电容组成。电容组nC2的容量比较小，并联在IGBT管的C极和E极两端，使得IGBT管两端的高频电压谐波被有效滤除，电容C1为中压大电容，其作用为对有源逆变的直流电压进行稳压，同时滤除低频谐波。

4).保护模块：

系统的保护模块3-4是由两只IGBT管VD3和VD4组成。在系统正常运行的时候VD3是一直导通，VD4是一直关断的。当系统的逆变模块出现逆变颠覆故障的时候，让VD3立即关断，VD4导通。这样就防止了斩波模块的IGBT管被击穿，起到保护和防止逆变颠覆的作用。

5).逆变模块：

系统的逆变模块3-5是由六只IGBT管组成。他们的触发信号是一个一直给上的六路SPWM(正弦波脉宽调制)信号。所以六只IGBT管一直是处于轮流导通的状态。直流电通过逆变后变成了三相交流电，直流侧电感L2起到滤波作用，交流侧的输出电抗器L3起到抑制谐波的作用。

功率补偿单元电路原理(参见图4)：

KM3为电机和转子变频调速系统之间的真空接触器。若需调速，则其接通后方可投入转子回路，避免开关投入时的浪涌冲击。此外，KM3还有断开电气连接的作用。这样，电机不停转的时候操作人员即可检修。晶闸管电容组nVC中的V为晶闸管阀，C为电容器；a、b、c为一组，根据不同需要分若干组，每次投切一组，每组均对称，参数完全一样以避免三相不匹配。晶闸管阀触发电路直接由信号处理器进行控制，自动检测自动投切。由于反馈电压只有转子电压的一半，所以，电容C采用中低压电容即可，避免了高压电容的危险性。

信号处理器为系统的斩波模块、逆变模块、功率补偿模块提供PWM和SPWM触发控制信号。

Claims

1.一种电机转子变频调速系统，包括内反馈电机(1)、液阻调速单元(2)、转子变频调速单元(3)；其特征在于，还包括功率补偿单元(4)和信号处理器；转子变频调速单元(3)包括依次连接的.整流模块(3-1)、斩波模块(3-2)、稳压模块(3-3)、保护模块(3-4)和逆变模块(3-5)；逆变模块(3-5)的输出端与功率补偿单元(4)的输入端联接；整流模块(3-1)由六组功率单元与电感(L1)构成；斩波模块(3-2)由并联的IGBT管(VD1)和串联的二极管(VD2)构成；稳压模块(3-3)由并联的电容(C1)和电容组(nC2)构成；保护模块(3-4)由并联的IGBT管(VD4)和串联的IGBT管(VD3)构成；逆变模块(3-5)由电感(L2)、六组IGBT管输出单元、电抗器(L3)构成；功率补偿单元(4)由真空接触器(KM3)和晶闸管电容组(nVC)构成。