专利名称：全控高频斩波与全控有源逆变器型电机调速控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电学技术领域中电动机的调速控制装置，尤其是一种大功率(＞200kW)、中压(3kV-10kV)交流电动机的调速控制装置。
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，现有大功率(＞200kW)、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，电动机调速控制装置主要为两大类一类是定子变频调速，在电机定子侧接中压变频器并且串联许多电子器件，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，在电机转子侧接不可控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的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数低的缺点，给使用带来不便。
发明内容
为了克服现有技术之不足，本实用新型提供一种利用现有成熟的低压变频技术，连接组成能实现大功率电动机的调速控制，具有结构新颖，体积小，造价低，性能安全可靠，功率因素高，谐波小，使用方便的新式电机调速控制装置。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是针对配连内反馈绕线式异步电动机或双馈内反馈异步电动机，设计采用由三相全桥整流器连接滤波电抗器、主回路保护可控硅和全控型高频斩波电路，全控型高频斩波电路并联三相全控有源逆变器和储能电容所组成的全控高频斩波与全控有源逆变器实现电机调速控制装置。本实用新型还针对普通绕线式异步电动机和无刷双馈电动机，在上述调速控制装置的全控有源逆变器上连接反馈变压器。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，先由电动机连接的起动器QD实现电动机进入全速，进入调速后，通过本调速控制装置将三相交流电经三相全桥整流器连接滤波电抗器、主回路保护可控硅和全控型高频斩波电路变为直流电，通过电抗器进行滤波后，又用大功率三相全控高频斩波电路斩波，并带有主回路器件保护可控硅，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电网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，经数次试验试用表明，它与现有技术相比，避免了晶闸管半控型电力电子器件的关断因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，采用工全控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，还可通过全控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数，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，适用于大功率(＞200kW)、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。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。
图1是本实用新型实施例配连内反馈绕线式异步电动机或双馈内反馈异步电动机的电机调速控制装置的电路图。
图2是本实用新型实施例配连普通绕线式异步电动机或无刷双馈电动机的电机调速控制装置的电路图。
具体实施方式
如附图1所示的配连内反馈绕线式异步电动机或双馈内反馈异步电动机的电机调速控制装置实施例，本实用新型是由三相全桥整流器ZL、电抗器L、保护可控硅KG、全控型高频斩波电路U、全控有源逆变器NB和储能电容C所组成，三相全桥整流器ZL的输入端连接电动机M1的控制绕组侧、输出端串联滤波电抗器L后并联主回路保护可控硅KG和PWM调制的全控型高频斩波电路U，全控型高频斩波电路U并联储能电容C和三相全控有源逆变器NB，全控有源逆变器NB连接电动机M1。
参见附图2所示的配连普通绕线式异步电动机或无刷双馈电动机M2的电机调速控制装置实施例，本实用新型还在由三相全桥整流器ZL、电抗器L、保护可控硅KG、全控型高频斩波电路U、全控有源逆变器NB和储能电容C所组成电机调速控制装置的全控有源逆变器NB连接了反馈变压器B，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M2的转子侧。
本实用新型中的全控型高频斩波电路U为IGBT全控高频斩波电路，斩波电路U开关频率为工业通常使用的2-3KHz，当然，也可采用其它型适用的可关断电力电子器件；全控有源逆变器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关断电力电子器件。
本实用新型还再将全控高频斩波电路、主回路保护可控硅和全控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。实现对全控高频斩波电路、保护可控硅及全控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绕组侧控制，只需对转差功率进行控制，逆变器部分最大只需要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。
权利要求1.一种全控高频斩波与全控有源逆变器型电机调速控制装置，它包括电动机M，其特征在于还包括配连内反馈绕线式异步电动机的由三相全桥整流器ZL、电抗器L、保护可控硅KG、全控型高频斩波电路U、全控有源逆变器NB和储能电容C所组成的全控高频斩波与全控有源逆变器实现电机调速控制装置，三相全桥整流器ZL的输入端连接电动机M1的控制绕组侧、输出端串联滤波电抗器L后并联主回路保护可控硅KG和PWM调制的全控型高频斩波电路U，全控型高频斩波电路U并联储能电容C和三相全控有源逆变器NB，全控有源逆变器NB连接电动机M1。
2.根据权利要求1所述的电动机调速控制装置，其特征在于所配连的电动机或是双馈内反馈异步电动机。
3.根据权利要求1所述的电动机调速控制装置，其特征在于还在全控有源逆变器NB连接了反馈变压器B，变压器B连接电动机的外接交流电源，所配连的电动机为普通绕线式异步电动机M2，三相全桥整流器ZL的输入端连接电动机M2的转子侧。
4.根据权利要求3所述的电动机调速控制装置，其特征在于所配连的电动机或是无刷双馈电动机M2。
5.根据权利要求3所述的电动机调速控制装置，其特征在于还再将全控高频斩波电路、主回路保护可控硅和全控有源逆变器连接由编程芯片组连的微电脑控制器。
专利摘要本实用新型提供了一种全控高频斩波与全控有源逆变器型电机调速控制装置，旨在提供一种结构新颖，性能安全可靠，功率因素高，谐波小，使用方便的新式电机调速控制装置。它是针对配连内反馈绕线式异步电动机或双馈内反馈异步电动机，采用由三相全桥整流器连接滤波电抗器、主回路保护可控硅和全控型高频斩波电路，全控型高频斩波电路并联三相全控有源逆变器和储能电容所组成的全控高频斩波与全控有源逆变器实现电机调速控制装置。本实用新型还针对普通绕线式异步电动机和无刷双馈电动机，在上述调速控制装置的全控有源逆变器上连接反馈变压器。
文档编号H02P27/00GK2775934SQ20052002514
公开日2006年4月26日 申请日期2005年1月15日 优先权日2005年1月15日
发明者刘晓兰, 李妍 申请人:刘晓兰, 李妍