一种无刷双馈电动机的低成本启动结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及无刷双馈电机技术领域，特别是涉及一种无刷双馈电动机的低成本启动结构。
【背景技术】
[0002]无刷双馈电机是一种新型电机。无刷双馈电机从级联电机演化而来，通过两套定子绕组(分别为功率绕组和控制绕组)和特殊设计的转子来实现无电刷结构;通过对控制绕组的变压变频控制实现无刷双馈电机变速恒频发电或变频调速电动运行。作为电动机运行时，涉及到启动问题。无刷双馈电动机的启动是指电机从转速为O上升到自然同步速N的过程。
[0003]目前无刷双馈电动机启动方式可分为同步启动和异步启动，同步启动是无刷双馈电动机两套定子绕组同时加激励源，此时电机表现出同步电机特性。具体是功率绕组加工频电源激励，控制绕组加变频电源激励，控制绕组频率从-50Hz增加到OHz，相应电机转速就能从O增加到N，从而启动电动机。同步启动的问题在于需要全功率的变频器，这与无刷双馈电动机能够使用部分容量变频器控制的初衷相违背，所以主流的启动方式还是异步启动。
[0004]异步启动是无刷双馈电动机只有功率绕组加激励源，控制绕组短接或配置专门启动设备，此时电机符合异步电机特性。异步启动特别是大功率无刷双馈电动机异步启动时需要解决与异步电机启动时相同的启动电流过大所带来的各种问题。为了解决启动电流过大的问题，现有技术主要采用的异步启动方法是专门配置频敏变阻器或可调电阻器启动的启动方式，但是，该方式大大增加了电机配套设备和生产运行成本。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种一种无刷双馈电动机的低成本启动结构，可供软件工程师利用软件控制该无刷双馈电动机的低成本启动结构以实现降低成本、缩减电机配套设备和成本的目的。
[0006]本实用新型的目的通过以下技术方案实现:
[0007]提供一种无刷双馈电动机的低成本启动结构，包括变频器，所述变频器包括将三相交流电源整流输出的整流电路、接于整流电路的输出端的母线电容C、与母线电容C并联的三相全桥逆变电路VI，本实用新型中，所述无刷双馈电动机的低成本启动结构包括用于控制母线电容C是否接至三相全桥逆变电路VI的控制电路。
[0008]所述控制电路为母线开关KD，所述母线开关Kd串接于母线电容C和三相全桥逆变电路VI之间的母线上。
[0009 ]整流电路的输入端接有变频器软启动电路。
[0010]所述变频器软启动电路包括第一开关KMl、软启动电阻R、第二开关KM2、输入电抗器L、三相全桥不控整流电路VR，三相交流电源依次接第一开关KM1、第二开关KM2、输入电抗器L和三相全桥不控整流电路VR，软启动电阻R与第二开关KM2并联。
[0011]三相全桥逆变电路VI的输出接无刷双馈电动机的控制绕组Pc，无刷双馈电动机的功率绕组Pp经第三开关KM3与工频电源连接。
[0012]本实用新型的有益效果:
[0013]本实用新型的一种无刷双馈电动机的低成本启动结构，可供软件工程师进行软件控制，通过断开变频器的直流输出，再导通三相全桥逆变电路VI的上、下桥臂的全部开关管￥11、￥了2、￥了3、￥了4、￥了5、￥了6以短接控制绕组1^，可充分利用变频器本身的资源，即不需要使用启动电阻，通过软件控制逆变电路的全控开关管器件，就可代替启动电阻将控制绕组Pc短接，可缩减电机配套设备的数量，节省成本。
[0014]进一步的，本实用新型的一种无刷双馈电动机的低成本启动结构可供软件工程师通过软件控制三相全桥逆变电路￥1的上、下桥臂开关管￥11、￥了3、￥了5、￥了2、￥了4、￥了6同时导通，使得电动机控制绕组上的电流由上、下桥臂的开关器件共同分担，使流过开关器件的电流可大大减少，进而降低电动机的启动电流，无需专门配置频敏变阻器或可调电阻器，也可使用没有制动电路的变频器，进而节省成本和缩减电机配套设备的数量。
【附图说明】
[0015]利用附图对实用新型作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本实用新型的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
[0016]图1是本实用新型的一种无刷双馈电动机的低成本启动结构的电路示意图。
【具体实施方式】
[0017]结合以下实施例对本实用新型作进一步描述。
[0018]本实施例的一种无刷双馈电动机的低成本启动结构，如图1所示，包括变频器，所述变频器包括将三相交流电源整流输出的整流电路、接于整流电路的输出端的母线电容C、与母线电容C并联的三相全桥逆变电路VI，本实用新型中，所述无刷双馈电动机的低成本启动结构包括用于控制母线电容C是否接至三相全桥逆变电路VI的控制电路。
[0019]所述控制电路为母线开关KD，所述母线开关Kd串接于母线电容C和三相全桥逆变电路VI之间的母线上。
[0020]整流电路的输入端接有变频器软启动电路。
[0021 ]所述变频器软启动电路包括第一开关KMl、软启动电阻R、第二开关KM2、输入电抗器L、三相全桥不控整流电路VR，三相交流电源依次接第一开关KM1、第二开关KM2、输入电抗器L和三相全桥不控整流电路VR，软启动电阻R与第二开关KM2并联。
[0022 ]三相全桥逆变电路VI的输出接无刷双馈电动机的控制绕组Pc，无刷双馈电动机的功率绕组Pp经第三开关KM3与工频电源连接。
[0023]本实施例的一种无刷双馈电动机的低成本启动结构，可供软件工程师进行软件控制，通过断开变频器的直流输出，再导通三相全桥逆变电路VI的上、下桥臂的全部开关管￥11、￥了2、￥了3、￥了4、￥了5、￥了6以短接控制绕组1^，可充分利用变频器本身的资源，即不需要使用启动电阻，通过软件控制逆变电路的全控开关管器件，就可代替启动电阻将控制绕组Pc短接，可缩减电机配套设备的数量，节省成本。
[0024]进一步的，本实施例的一种无刷双馈电动机的低成本启动结构可供软件工程师通过软件控制，控制方法如下:
[0025]本方法包括如下依次执行的步骤:
[0026]第一步:通过在变频器的母线电容C和三相全桥逆变电路VI之间的母线串接有母线开关KD，进而断开母线开关Kd来断开变频器的直流输出；
[0027]第二步:接着导通三相全桥逆变电路VI的上、下桥臂的全部开关管VTl、VT2、VT3、VT4、VT5、VT6以短接控制绕组Pc。
[0028]第三步:闭合第三接触器KM3将工频电源加至功率绕组Pp，使得电动机异步启动。
[0029]第四步:电动机启动并稳定运行后，闭合第一接触器KMl，令三相交流电源经过软启动电阻R、输入电抗器L和三相全桥不控整流电路VR来给母线电容C充电，当直流母线电压达到预定范围后，再闭合与软启动电阻R并联的第二接触器KM2，完成变频器的软启动，接着再闭合母线开关Kd，关断变频器的三相全桥逆变电路VI的全部开关管，控制变频器输出合适的频率至控制绕组PC，该频率与电动机的实际转速相匹配，进而将电动机由功率绕组Pp—组电源供电的异步运行状态转入到控制绕组Pc和功率绕组?[)两组电源同时供电的同步运行状态。
[0030]第五步:当电动机进入同步运行模式后，控制变频器逐渐减小输出频率，直到输出为直流，此时无刷双馈电动机就运行在自然同步速N，完成启动过程。
[0031 ]在启动过程中，接触器开关状态和其他可控开关器件的开关状态均保持不变。
[0032]本实施例通过控制三相全桥逆变电路￥1的上、下桥臂开关管￥1'1、￥了3、￥了5、￥丁2、VT4、VT6同时导通，使得电动机控制绕组上的电流由上、下桥臂的开关器件共同分担，使流过开关器件的电流可大大减少，进而降低电动机的启动电流，无需专门配置频敏变阻器或可调电阻器，也可使用没有制动电路的变频器，进而节省成本和缩减电机配套设备的数量。
[0033]最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。
【主权项】
1.一种无刷双馈电动机低成本启动结构，包括变频器，所述变频器包括将三相交流电源整流输出的整流电路、接于整流电路的输出端的母线电容(C)、与母线电容(C)并联的三相全桥逆变电路(VI)，其特征在于:所述无刷双馈电动机的低成本启动结构包括用于控制母线电容(C)是否接至三相全桥逆变电路(VI)的控制电路。2.如权利要求1所述的一种无刷双馈电动机低成本启动结构，其特征在于:所述控制电路为母线开关(KD)，所述母线开关(Kd)串接于母线电容(C)和三相全桥逆变电路(VI)之间的母线上。3.如权利要求1所述的一种无刷双馈电动机低成本启动结构，其特征在于:整流电路的输入端接有变频器软启动电路。4.如权利要求3所述的一种无刷双馈电动机低成本启动结构，其特征在于:所述变频器软启动电路包括第一开关(KMl)、软启动电阻(R)、第二开关(KM2)、输入电抗器(L)、三相全桥不控整流电路(VR)，三相交流电源依次接第一开关(KM1)、第二开关(KM2)、输入电抗器(L)和三相全桥不控整流电路(VR)，软启动电阻(R)与第二开关(KM2)并联。5.如权利要求3所述的一种无刷双馈电动机低成本启动结构，其特征在于:三相全桥逆变电路(VI)的输出接无刷双馈电动机的控制绕组(Pc)，无刷双馈电动机的功率绕组(Pp)经第三开关(KM3 )与工频电源连接。
【专利摘要】一种无刷双馈电动机的低成本启动结构，涉及无刷双馈电机技术领域，其结构包括变频器，所述变频器包括将三相交流电源整流输出的整流电路、接于整流电路的输出端的母线电容（C）、与母线电容（C）并联的三相全桥逆变电路（VI），通过设有用于控制母线电容（C）是否接至三相全桥逆变电路（VI）的控制电路，可用于断开变频器的直流输出，再供软件工程师通过软件控制该低成本启动结构，可充分利用变频器本身的资源，即不需要使用启动电阻，通过软件控制逆变电路的全控开关管器件，就可代替启动电阻将控制绕组（PC）短接，可缩减电机配套设备的数量，节省成本。
【IPC分类】H02P6/20
【公开号】CN205265574
【申请号】CN201521124602
【发明人】王雪帆, 徐海波, 韦忠朝
【申请人】易事特集团股份有限公司
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2015年12月31日