CN2453611Y - 一种带有多台电动机的转子变频调速装置 - Google Patents

Abstract

一种带有多台电动机的转子变频调速装置,由电动机组、斩波器组、检测隔离器组、有源逆变器和机体构成,每台电动机定子并行接至同一电网,而其转子直流回路除了常规的整流桥,还增加了斩波器、检测隔离器、多台电动机共用一个有源逆变器,工作时,逆变桥定位在最小逆变角,通过每个斩波器的接通和关断实现转子变频调速,使起重机构同一时刻完成提升、变幅、回转、行走等多种变频调速操作,实现一机多用,提高了功率因数和机械特性,性价比高,应用灵活可靠,是一种理想的多台转子变频调速装置。

Description

一种带有多台电动机的转子变频调速装置

本实用新型属于起重机构用电动机转子变频调速装置，确切地说，它是一种带有多台电动机可同时进行转子变频调速的装置。

起重机构用电动机的转子变频调速装置，是指电动机定子在吸收电网恒压恒频情况下，将电动机转子输出的随转速变化而使频率不断变化的交流电整流成直流，再将直流经有源逆变成与电网同频同相的交流送回电网再利用。这种“交--直--交”转子变频无级调速技术业已应用于起重机构上，其调速比可达1∶15以上，调速特性平滑无级，就位精度高，节电性能好。但是这种装置只能带有一个电动机，即只能完成起重机构的一个动作。上述已有技术在专利号为00229016.2的《转子变频调速位能负载稳速下降控制器》的文献中有记载。而起重机构实际运行中，通常需要同时完成提升、变幅、回转、行走等4种动作。如果采用上述已有技术则需要4个独立的转子变频调速装置，且每个独立的装置还需配备1个微电脑控制器才能完成起重机构的4个动作，显然，这样设施庞大，造价昂贵。

本实用新型的目的就是为了克服已有技术的不足，而设计制作的一种带有多台电动机可同时完成起重机构所需多种功能的转子变频调速装置。

图1是本实用新型的整体立体状态示意图。

图2是本实用新型的电原理图。

结合图1和图2可以看出：本实用新型由电动机组(1)、斩波器组(2)、检测隔离器组(3)、有源逆变器(4)及机体(5)组成。且每台电动机带有整流桥，每个斩波器采用门极关断晶闸管GTO，每个检测隔离器由电阻器和二极管组成。有源逆变器包括限流器和可控硅逆变桥。图1展示了本实用新型的结构特征：从整体看为立柜框架结构，共有五层，由下至上看，第1层安装了电动机组1中的4台电动机1M、2M、3M、4M，第2层安装了电动机组(1)的4个整流桥，第3层安装了斩波器组(2)中的4个晶闸管GTO1、GTO2、GTO3、GTO4，第4层安装了检测隔离器组(3)中的4个检测隔离器(R1,D1)、(R2,D2)、(R3,D3)、(R4,D4)，第5层安装了有源逆变器(4)中的电感限流器L和可控硅逆变桥及开关KM，第5层上部的面板上还安装了起重机构提升、变幅、回转、行走等4种工况指示器。

从图2可以清楚地看出：4台电动机的定子并接至同一恒压恒频电网，而电动机1M的转子接至整流桥(1)的输入端，整流桥(1)中的整流二极管的负极与晶闸管GTO1的阳极A1和检测隔离器(R1,D1)中的电阻器R1的一端相交连接于A点，整流二极管的正极与晶闸管GTO1的阴极K1相交接地。电动机2M的转子接至整流桥(2)的输入端，整流桥(2)中的整流二极管的负极与晶闸管GTO2的阳极A2和检测隔离器(R2,D2)中的电阻器R2的一端相交连接于B点，整流二极管的正极与晶闸管GTO2的阴极K2相交接地。电动机3M的转子接至整流桥(3)的输入端，整流桥(3)中的整流二极管的负极与晶闸管GTO3的阳极A3和检测隔离器(R3,D3)中的电阻器R3的一端相交连接于C点，整流二极管的正极与晶闸管GTO3的阴极K3相交接地。电动机4M的转子接至整流桥(4)的输入端，整流桥(4)中的整流二极管的负极与晶闸管GTO4和检测隔离器(R4,34)中的电阻器R4的一端相交连接于D点，整流二极管的正极与晶闸管GTO4的阴极K4相交接地。同时检测隔离器组(3)中的4个隔离二极管D1、D2、D3、和D4的负极和有源逆变器(4)中的限流电感器L的一端连接相交于E点。有源逆变器(4)包括1个由6只可控硅组成的逆变桥，此外，还要说明的是每个晶闸管的门极G1、G2、G3和G4分别接到1个微电脑控制器上，在微电脑程序控制下，完成起重机构要求的提升、变幅、回转、行走等动作。

本实用新型的工作原理可以借助图2，以电动机1M构成的回路来加以说明：在这个回路中与常规转子变频调速装置不同的是在电动机1M的转子直流回路中加入了直流斩波器、晶闸管GTO1和检测隔离器(R1,D1)，转子整流桥(1)通过晶闸管和检测隔离器与有源逆变器(4)相连接。晶闸管GTO1工作在开关状态，即当其门极G1置于高电平时，GTO1饱和导通，电动机1M相当于在短路状态下工作；当门极G1置于低电平时，GTO1充分截止，电动机1M在串级调速接线下工作。检测隔离器(R1,D1)的作用只允许该路直流电流流向有源逆变器(4)，再经逆变桥转化成交流电返回至电网。至于晶闸管GTO1的门极G1何时置于高低电平，这是在外接微电脑控制器中的微电脑根据起重机构的实时运行状态，按规定程序自动完成的，构成电动机2M、3M、和4M的转子直流回路，同电动机1M的转子直流回路和工作原理相同。且4个电动机转子直流回路的输出共用一个有源逆变器(4)。为了提高本实用新型的功率因数，减少有源逆变器(4)从电网吸收的无功功率，本实用新型将有源逆变器(4)中的可控硅逆变桥定位在最小逆变角下工作，且不随转速的变化而变化。在起重机构需要同时完成提升、变幅、回转、行走等4个动作时，安装在控制器中的微电脑会根据起重机构的实时要求，发出不同的占空比的脉冲信号，自动接通或关断相应电动机转子直流回路中所接入的晶闸管。而流经相应检测隔离器的直流电流(即I₁,I₂,I₃,I₄)均送至可控硅逆变桥转化为交流并返回到电网。

本实用新型的显著优点是起重机构的多台电动机同一时刻能完成提升、变幅、回转、行走等多种操作，真正做到一机多用。多台电动机的转子变频调速，只用一个有源逆变器和配用一个微电脑控制器，可以节省器材，降低系统成本。转子直流回路工作在斩波(开关)状态，可以减少回路等效电阻，提高功率因素和机械特性。因此，本实用新型性价比高，应用灵活可靠，是一种理想的转子变频调速装置。

图1也是本实用新型一实施例，所用器件和材料均为工业级通用件，而斩波器中采用的晶闸管GTO也可以用大功率开关管或其它同类型开关器件代替。此外，根据起重机构工况的实际需要，可以采用2台到多台电动机构成相应的转子变频调速装置，同时完成2种或多种操作。

本实用新型也可以用于其他多台电机同时工作的转子变频调速装置中。

Claims (1)

1、一种带有多台电动机的转子变频调速装置，由电动机组(1)、斩波器组(2)、检测隔离器组(3)、有源逆变器(4)和机体(5)构成，其特征在于：

A、电动机1M的转子接至整流桥1的输入端，整流桥1中的整流二极管的负极与晶闸管GTO1的阳极A1和检测隔离器(R1,D1)中的电阻器R1的一端相交连接于A点，整流二极管的正极与晶闸管GTO1的阴极K1相交接地；

B、电动机2M的转子接至整流桥2的输入端，整流桥2中的整流二极管的负极与晶闸管GTO2的阳极A2和检测隔离器(R2,D2)中的电阻器R2的一端相交连接于B点，整流二极管的正极与晶闸管GTO2的阴极K2相交接地；

C、电动机3M的转子接至整流桥3的输入端，整流桥3中的整流二极管的负极与晶闸管GTO3的阳极A3和检测隔离器(R3,D3)中的电阻器R3的一端相交连接于C点，整流二极管的正极与晶闸管GTO3的阴极K3相交接地；

D、电动机4M的转子接至整流桥4的输入端，整流桥4中的整流二极管的负极与晶闸管GTO4的阳极A4和检测隔离器(R4,D4)中的电阻器R4的一端相交连接于D点，整流二极管的正极与晶闸管GTO4的阴极K4相交接地；

E、同时检测隔离器组(3)中的4个隔离二极管D1、D2、D3、和D4的负极和有源逆变器(4)中的限流电感器L的一端相交于E点。

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