CN2834012Y - 采用igbt的斩波调速装置 - Google Patents

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CN2834012Y CN 200520039244 CN200520039244U CN2834012Y CN 2834012 Y CN2834012 Y CN 2834012Y CN 200520039244 CN200520039244 CN 200520039244 CN 200520039244 U CN200520039244 U CN 200520039244U CN 2834012 Y CN2834012 Y CN 2834012Y
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赵金荣
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Abstract

一种采用IGBT的斩波调速装置。是用于绕线式电动机的调速控制装置。属于高效节能领域。主要解决斩波调速装置中斩波器失控和逆变器颠覆以及启动匹配问题。它是由三只矩形铁皮柜组成，内装矩形漏斗状冷却风道，风道前后表面贴装斩波器和逆变器的IGBT元件，用无感叠层母排将IGBT元件与电容器连接，柜的底部装电抗器，来自电动机的电流整流后通过电抗器进入IGBT斩波器，再经过电容器滤波及IGBT逆变器变换后输出。第三只柜装液态电阻启动器，它是用绝缘板做的矩形容器，其中盛电解液，3个由电动机控制上下移动的电极借助一个支架安放在容器的上面，电极伸进电解液中。调速装置进线端与液态电阻启动器连接。

Description

采用IGBT的斩波调速装置
所属技术领域
本实用新型是一种用于绕线式电动机的调速控制装置。适用于普通绕线式电动机和带调节绕组的绕线式电动机的调速控制。
背景技术
目前，绕线式电动机的斩波调速装置是由整流器、可控硅斩波器、可控硅逆变器组成、启动电路采用频敏变阻器。绕线式电动机的转子电流经整流器转换成直流电，然后由斩波器控制其大小，最后由有源逆变器转换成交流电反馈到电动机的反馈绕组。斩波器工作的占空比是可变的，当改变占空比时，就改变了电动机转子电流的大小，从而改变了电动机的转速，达到了调速的目的，同时完成了能量的回收。但是采用可控硅的斩波器，存在工作频率低和失控的弊病，可控硅逆变器存在逆变颠覆的弊病，使得这种调速装置工作可靠性低。此外，采用频敏变阻器实现电动机的软启动，不能适应大惯量负载的启动要求，电动机启动电流也大，达到3.5-4倍额定电流。
发明内容
为了彻底消除上述弊病，本实用新型提供一种消除斩波器失控和逆变器颠覆以及适应大惯量负载启动的调速装置，提高了绕线式电动机调速装置的可靠性和装置整体技术性能。
本实用新型所采用的方案
斩波器、逆变器全部采用IGBT元件，而且全部采用模块结构，将整流器、斩波器、逆变器分别固定在带有强制风冷却的散热器表面，组成了结构紧凑的一次系统。IGBT是有自关断功能的电力电子元件，工作速度高，因而用在斩波器中就不会有失控、用在逆变器中，逆变器不存在颠覆故障。全部电力电子元件采用模块结构以及风道、散热器、风机、电容器安装架集合成一体，保证了散热效果和结构紧凑是本实用新型的第一个特征。用IGBT的斩波器，由于其工作速度高，对IGBT本身的过电压保护是关键，在本方案中，采用低电感的无极性电容来吸收过电压，并采用无感叠层母排连接，使得过电压保护达到最佳状态。采用无感叠层母排连接是本实用新型的第二个特征。在启动电路中，采用液态电阻启动器来保证电动机的软启动性能。采用液态电阻启动器是本实用新型的第三个特征。本实用新型采用的电力电子元件如下：整流模块是国产MDC800-20；斩波器用IGBT模块是德国欧派克FD800R17KF；逆变器用IGBT模块是德国欧派克BSM200GB17DL；无感电容是宁波机车电容DGMJ1.5-3800。
本实用新型的效果
消除了斩波器的失控和逆变器的颠覆弊病，从而保证了调速装置的可靠性；采用液态电阻启动器，使电动机启动电流降低到1.2倍额定电流，提高了斩波调速装置的使用性能。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是实用新型的原理图。
图2是安装模块的风冷却系统结构图。
图3是无感叠层母排结构图。
图4是液态电阻启动器结构图。
在图1中，电动机启动前，KM3断开，KM1闭合，电动机启动时，转子电流流入液态电阻启动器(1)，待启动完成KM3闭合，KM1断开，转子电流流入整流器(2)，然后经IGBT斩波器(3)控制，再流入IGBT逆变器(6)，最后经KM4流入绕线式电动机(7)的反馈绕组。(4)是保护二极管。无感电容(5)是过压吸收和储能元件。
在图2实施例中，风道(1)是用1.5-2毫米薄板焊接而成，用螺丝将插片式铝合金散热器(3)安装在风道(1)的壳体中，散热器的表面(正面)安装斩波器模块(6)，另一表面(背面)安装整流器和逆变器模块，无感电容安装在托架(4)上，风机(2)安装在风道的顶部，风机的转向使冷风(5)由下而上略过散热器，风速超过6米/秒。
在图3中，叠层母排是由两块紫铜板(3)和(4)组成的，两极板之间有绝缘材料(5)隔开，极板(3)与电容器(2)的一个极及IGBT(1)的二极管输出端相连接，此为正极板，极板(4)与电容器(2)的另一个极及IGBT的E极输出端相连接，此为负极板。由整流器流出的电流进入IGBT(1)的C极(6)，经二极管流出到达极板(3)。极板(3)和极板(4)是斩波器的输出端。
在图4中，恰当浓度的碳酸钙溶液盛在用朔料王焊接成的矩形容器(7)中，绝缘板(4)上固定有三根铜电极(1)，来自电动机转子的电流由引线(6)引入液态电阻，绝缘板(4)固定在由小电动机(5)拖动的传动链(2)上，绕线式电动机启动时小电动机(5)开始转动，使三个电极(1)由上向下移动，此时极间电阻由大逐渐变小直至绝缘板(4)降到最低位置，完成启动过程。

Claims (4)

1.一种采用IGBT的斩波调速装置，其特征是：矩形漏斗状冷却风道，风道前后表面贴装斩波器和逆变器的IGBT元件，柜的底部装电抗器，通过接触器将整流器与调速装置的输入端连接、整流器输出经电抗器连接IGBT斩波器，斩波器输出连接到直流滤波器，IGBT逆变器的输入端并联在直流滤波器上，逆变器输出与交流滤波器连接，然后通过接触器输出，液态电阻启动器通过接触器把它与调速装置的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的采用IGBT的斩波调速装置，其特征是：矩形漏斗状冷却风道中间和下部是矩形筒，上部是矩形漏斗状，散热器的散热片在风道中间，散热器前后表面贴装斩波器和逆变器的IGBT元件和电容器，IGBT元件与电容器间用无感叠层母排连接，风道、散热器、风机、IGBT元件、电容器安装集合成一体，冷风不会吹过IGBT元件表面。
3.根据权利要求1所述的采用IGBT的斩波调速装置，其特征是：无感叠层母排是中间有绝缘层的两块紫铜板叠在一起，其中一块与IGBT的二极管输出端及电容器的一个极连接，另一块与IGBT的E极及电容器的另一个极连接。
4.根据权利要求1所述的采用IGBT的斩波调速装置，其特征是：液态电阻启动器是三个由电动机传动的电极及盛有碳酸钙溶液的绝缘容器组成，绝缘容器用塑料王制成矩形状，三个电极从上部插入，由电动机带动可上下移动。
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