交流变频调速系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及电机调速技术，尤其涉及一种交流变频调速系统。
【背景技术】
[0002] 随着国民经济和科学技术的发展，在国民生产的各个领域中广泛的使用着以电动 机为原动机的电气传动装置，如交通运输、工农业生产、国防航天等各个方面。电气传动装 置的广泛应用既提高了生产效率和产品质量，又减轻了劳动人民的工作强度。采用交流电 机进行可调速电气传动，不仅实现了较宽的转速调节范围，较高的控制精度，较快的动态响 应等特点，而且还克服了直流电机容量小、维护困难、换向存在火花等缺点。
[0003] 三相异步电动机调压调速系统，当异步电机等效电路的参数不变时，在相同的转 速下，电磁转矩与定子电压的平方成正比，用改变定子外加电压来改变机械特性的函数关 系，从而改变电机在一定负载转矩下的转速。这种调速系统具有电路结构简单、运用方便、 成本低廉、可靠性高、调速平滑等优点。
[0004] 采用三相异步电动机调压调速系统调节电动机的转速时，调节电机定子相电压有 效值时，电机的临界转差率sm和同步转速m都是恒定不变的，使电机在恒定负载下的调速范 围只能在0~s m之间，调速范围较窄，不够宽广。 【实用新型内容】
[0005] 本实用新型提供一种交流变频调速系统，通过调节第一交流驱动电源和/或第二 交流驱动电源的供电频率来调节第一电机的同步转速n sl和/或第二电机的同步转速ns2，从 而调节第一电机和第二电机的实际转速n，能够在第一电机和第二电机的最大转矩范围内， 任意调节第一电机和第二电机的实际转速，调速范围宽广。
[0006] 本实用新型提供一种交流变频调速系统，包括:整流单元、第一逆变单元、第二逆 变单元、第一电机和第二电机；
[0007] 整流单元分别与第一逆变单元和第二逆变单元连接，第一逆变单元和第一电机连 接，第二逆变单元和第二电机连接，第一电机和第二电机同轴连接；
[0008] 整流单元用于将输入的交流驱动电源转换为直流驱动电源并分别输入至第一逆 变单元和第二逆变单元；
[0009] 第一逆变单元用于将直流驱动电源转换为驱动第一电机的第一交流驱动电源，第 二逆变单元用于将直流驱动电源转换为驱动第二电机的第二交流驱动电源，第一交流驱动 电源和第二交流驱动电源的供电相序相同，第一交流驱动电源的供电频率为，第二交流 驱动电源的供电频率为f 2,通过调节第一交流驱动电源和/或第二交流驱动电源的供电频 率来调节第一电机的同步转速nsl和/或所述第二电机的同步转速n s2，从而调节第一电机和 第二电机的实际转速n，| nsi_n | = | n-nS21。
[0010] 进一步地，本实用新型提供的交流变频调速系统，调节第一交流驱动电源和/或第 二交流驱动电源的供电频率，包括：
[0011]通过第一逆变单元调节第一交流驱动电源的供电频率为，以调节第一电机的同 步转速nsi，从而调节第一电机的和第二电机的实际转速n，|nsi_n I = |n-nS21，或者，
[0012]通过第二逆变单元调节第二交流驱动电源的供电频率为f2,以调节第二电机的同 步转速nS2,从而调节第一电机的和第二电机的实际转速n，|nsi_n | = |n-nS21，或者，
[0013]通过第一逆变单元调节第一交流驱动电源的供电频率为fi，以调节第一电机的同 步转速nsi，通过第二逆变单元调节第二交流驱动电源的供电频率为f2,以调节所述第二电 机的同步转速n S2,从而调节第一电机的和第二电机的实际转速n，|nsi_n | = |n-nS21。
[0014] 进一步地，本实用新型提供的交流变频调速系统，整流单元与第一逆变单元和第 二逆变单元之间还包括直流滤波单元，直流滤波单元用于滤除直流驱动电源中的交流分 量。
[0015] 进一步地，本实用新型提供的交流变频调速系统，第一逆变单元和第二逆变单元 之间直流共母线连接；
[0016] 当第一电机处于供电状态时，第二电机处于发电状态，第二电机产生的电能通过 第二逆变单元和直流母线输送至第一逆变单元；
[0017] 当第二电机处于供电状态时，第一电机处于发电状态，第一电机产生的电能通过 第一逆变单元和直流母线输送至第二逆变单元。
[0018] 进一步地，本实用新型提供的交流变频调速系统，第一电机和第二电机通过联轴 器同轴连接。
【附图说明】
[0019] 图1为本实用新型的交流变频调速系统的结构图；
[0020] 图2为本实用新型的交流变频调速系统的调速控制原理图；
[0021 ]图3为本实用新型的交流变频调速方法的流程图。
[0022] 附图标记说明：
[0023] 1:整流单元；
[0024] 2:第一逆变单元；
[0025] 3:第二逆变单元；
[0026] 4:第一电机；
[0027] 5:第二电机；
[0028] 6:直流滤波单元；
[0029] 7:联轴器。
【具体实施方式】
[0030] 为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新 型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描 述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施 例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于 本实用新型保护的范围。
[0031] 现有的交流调速系统中，用改变异步电机定子电压来实现调节电机转速的控制系 统称为调压调速系统，这种调速系统具有电路结构简单、运用方便、成本低廉、可靠性高、调 速平滑等优点。异步电机的电磁转矩I表达式为：
[0033]式中，nP为定子绕组极对数;山为定子相电压有效值;fi为定子电压频率;ri为定子 每相绕组内阻;X:为定子每相漏电抗;rS和XSo为转子折算到定子侧的每相电阻和每相漏 电抗;s为转差率，转差率表达式为：
[0035]式中，m为电机的同步转速，n为电机的实际转速，在其他参数恒定的情况下电磁 转矩Te与定子相电压有效值山的平方成正比。在负载转矩一定的情况下，定子相电压有效值 山的变化引起电机转差率s的变化，而同步转速m未变，则电机转速n发生变化。
[0036] 实施例一
[0037] 图1为本实用新型实施例一的交流变频调速系统的结构图，如图1所示，本实施例 的交流变频调速系统，包括:整流单元1、第一逆变单元2、第二逆变单元3、第一电机4和第二 电机5;
[0038] 整流单元1分别与第一逆变单元2和第二逆变单元3连接，第一逆变单元2和第一电 机4连接，第二逆变单元2和第二电机5连接，第一电机4和第二电机5同轴连接；
[0039] 整流单元1用于将输入的交流驱动电源转换为直流驱动电源并分别输入至第一逆 变单元2和第二逆变单元3;
[0040] 第一逆变单元2用于将直流驱动电源转换为驱动第一电机4的第一交流驱动电源， 第二逆变单元3用于将直流驱动电源转换为驱动第二电机5的第二交流驱动电源，第一交流 驱动电源和第二交流驱动电源的供电相序相同，第一交流驱动电源的供电频率为fi，第二 交流驱动电源的供电频率为f 2,通过调节所述第一交流驱动电源和/或所述第二交流驱动 电源的供电频率来调节所述第一电机的同步转速nsi和/或所述第二电机的同步转速n S2,从 而调节所述第一电机和所述第二电机的实际转速n，|nsi_n| = |n-nS2|。
[0041]具体地，整流单元1主要由IGBT和二极管组成，用于将输入的交流驱动电源转换为 直流驱动电源并分别输入至第一逆变单元2和第二逆变单元3。
[0042]第一逆变单元2主要由IGBT和二极管组成，用于将直流驱动电源转换为驱动第一 电机4的第一交流驱动电源，第二逆变单元3主要由IGBT和二极管组成，用于将直流驱动电 源转换为驱动第二电机5的第二交流驱动电源，其中，第一交流驱动电源和第二交流驱动电 源的供电相序相同，第一交流驱动电源的供电频率为fi，第二交流驱动电源的供电频率为 f2,通过调节所述第一交流驱动电源和/或所述第二交流驱动电源的供电频率来调节所述 第一电机的同步转速n sl和/或所述第二电机的同步转速ns2，从而调