[實用新型]用于高壓電動機調(diào)速轉(zhuǎn)子側控制的并聯(lián)斬波器

有效

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• 申請日: 2008-09-28
• 公開（公告）號: CN201266903Y
• 公開（公告）日: 2009-07-01
• 發(fā)明（設計）人: 張建興
• 申請（專利權）人: 江蘇方程電力科技有限公司
• 主分類號: H02P25/02
• 分類號: H02P25/02;H02P27/02
• 代理公司: 江陰市同盛專利事務所
• 代理人: 唐紉蘭

(一)技術領域

本實用新型涉及一種高壓電動機絕緣柵雙極晶體管(IGBT)并聯(lián)斬波調(diào)速技術。廣泛應用于電力、水泥及冶金等行業(yè)的風機水泵類負載的繞線式電動機無級調(diào)速，特別適合于繞線式電機的調(diào)速技術改造項目。屬于機電技術領域。

(二)背景技術

風機、水泵的應用范圍極廣，其年耗電量約占總用量的43％。目前，這類設備大多不能調(diào)速，只能采用閥門或擋風板來調(diào)節(jié)流量以滿足負荷變化的要求。在低壓系統(tǒng)中，變頻調(diào)速技術已經(jīng)相當成熟，完全可以滿足國內(nèi)調(diào)速市場的需要。而在大功率(≥250kW)高壓系統(tǒng)中，變頻調(diào)速和高頻斬波內(nèi)反饋調(diào)速是目前比較常用的調(diào)速方式。

變頻調(diào)速串接在電源和電動機之間，因此要承受電動機的全部功率，變頻調(diào)速裝置通過改變定子頻率和電壓來調(diào)節(jié)電動機轉(zhuǎn)速，而大功率電機供電電壓高(3-10kV)，目前電力電子器件的耐壓制造水平低，變頻器承受較高的電壓，大量的電力電子器件串聯(lián)運行，結構復雜。

內(nèi)反饋調(diào)速屬于串級調(diào)速的范疇，有移相式和斬波式兩種控制方式。高頻斬波內(nèi)反饋調(diào)速是電動機轉(zhuǎn)子側接不可控整流，轉(zhuǎn)子輸出能量經(jīng)過整流變化輸出，通過斬波器進行脈寬調(diào)制升壓，然后通過晶閘管逆變裝置，將電動機轉(zhuǎn)差率反饋到電動機的附加繞組。其中關鍵技術就是斬波變流控制。移相式內(nèi)反饋調(diào)速，產(chǎn)生大量的感性無功功率和高次諧波電流，斬波控制從根本上解決了移相控制的缺點，固定晶閘管逆變器的相角，通過IGBT斬波開關的通斷，控制反饋功率的大小，因而以較小功率的低壓設備控制全功率的高壓電動機，功率因數(shù)提高，諧波分量減少。但是在電動機功率較大時，受目前絕緣柵雙極晶體管單管容量的限制，單只絕緣柵雙極晶體管組成的斬波開關不能滿足要求，需要兩只甚至多只絕緣柵雙極晶體管并聯(lián)(如圖2所示)，并聯(lián)后的電路存在著分流后的均流的問題，直接并聯(lián)運行的絕緣柵雙極晶體管斬波控制方式嚴重降低了系統(tǒng)的可靠性。

(三)發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的在于克服原串級調(diào)速電路中絕緣柵雙極晶體管并聯(lián)時的均流問題，提供一種可以保證每路并聯(lián)回路的絕緣柵雙極晶體管電流的大小基本一致的用于高壓電動機調(diào)速轉(zhuǎn)子側控制的并聯(lián)斬波器。

本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的：一種用于高壓電動機調(diào)速轉(zhuǎn)子側控制的并聯(lián)斬波器，其特征在于所述并聯(lián)斬波器包括平波電抗器L1、L2，絕緣柵雙極晶體管S1、S2，快恢復二極管D1、D2和電容器C1、C2，所述平波電抗器L1和L2的一端并聯(lián)一起接到并聯(lián)斬波器輸入正極端(P1)，平波電抗器L1的另一端同絕緣柵雙極晶體管S1正端和快恢復二極管D1的陽極連接，平波電抗器L2的另一端同絕緣柵雙晶體管S2正端和快恢復二極管D2的陽極連接，快恢復二極管D1的陰極與電容器C1的正端連接一起接到并聯(lián)斬波器輸出的正極端(P2)，快恢復二極管D2的陰極與電容器C2的正端連接一起接到并聯(lián)斬波器輸出的正極端(P2)，絕緣柵雙晶體管S1的負端和絕緣柵雙極型晶體管S2的負端與電容器C1的負端和電容器C2的負端連接一起接到并聯(lián)斬波器輸出的負極端(E)。

本實用新型具有如下優(yōu)點：

1、采用本實用新型絕緣柵雙極晶體管并聯(lián)技術，可以保證每路并聯(lián)回路的電流的大小基本一致，解決了原并聯(lián)電路中絕緣柵雙極晶體管并聯(lián)時的均流問題，確保每只IGBT的安全運行。

2、可以實現(xiàn)多臺調(diào)速裝置的并聯(lián)運行，特別有利于超大容量電機的運行控制。例如，可以將兩臺3500KW的調(diào)速裝置并聯(lián)運行，控制一臺7000KW的繞線電動機、雙饋電動機或內(nèi)反饋電動機調(diào)速運行，本實用新型特別適合用于于大型水泵電機(功率大于5000KW)的調(diào)速運行。

(四)附圖說明

圖1為本實用新型用于高壓電動機調(diào)速轉(zhuǎn)子側控制的并聯(lián)斬波器的電路圖。

圖2為常規(guī)的斬波器并聯(lián)電路圖。

(五)具體實施方式