[發(fā)明專利]三相電動(dòng)機(jī)繞組星角軟切換半固態(tài)控制裝置及控制方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110370144.2
• 申請(qǐng)日: 2011-11-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102412765A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-04-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔學(xué)深;石朋飛;朱亮;龐繼偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)
• 主分類號(hào): H02P1/32
• 分類號(hào): H02P1/32
• 代理公司: 北京華誼知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11207
• 代理人: 劉月娥

1.一種三相電動(dòng)機(jī)繞組星角軟切換半固態(tài)控制裝置，其特征在于，包檢測(cè)單元、單片機(jī)控制單元、驅(qū)動(dòng)單元、觸發(fā)單元、接觸器、可控硅、主電路其它元件及接線；檢測(cè)單元與單片機(jī)單元相連，為單片機(jī)采集和處理電氣模擬量信號(hào)；單片機(jī)控制單元輸出命令至驅(qū)動(dòng)單元，控制接觸器的閉合和分?jǐn)啵佑|器與電動(dòng)機(jī)三相繞組相連，構(gòu)成星型連接和角型連接；單片機(jī)控制單元輸出命令至觸發(fā)單元，控制串聯(lián)于電源和電動(dòng)機(jī)之間的可控硅實(shí)施星角軟切換控制；主電路其它元件及接線首端連接三相交流電源，接至接觸器和可控硅，最后連接電動(dòng)機(jī)繞組，另外還將交流變?yōu)橹绷麟娫唇o單片機(jī)單元和驅(qū)動(dòng)單元供電；

檢測(cè)單元：由電壓互感器和電流傳感器組成，用于實(shí)時(shí)采集和處理電動(dòng)機(jī)電壓和電流信號(hào)；

驅(qū)動(dòng)單元：包含由繼電器模塊和其它功率放大元件，用來(lái)驅(qū)動(dòng)接觸器線圈控制開(kāi)關(guān)的閉合和關(guān)斷；

觸發(fā)單元：包含脈沖發(fā)生器件、門(mén)電路和其它功率器件，產(chǎn)生觸發(fā)脈沖用于控制可控硅開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通與關(guān)斷。

接觸器：由角接接觸器KM1和星接接觸器KM2構(gòu)成，KM1用于與電動(dòng)機(jī)繞組角型型連接，KM1用于與電動(dòng)機(jī)繞組星型連接。

可控硅：由三對(duì)可控硅開(kāi)關(guān)構(gòu)成，用SCR表示，串聯(lián)接線于電源與電動(dòng)機(jī)繞組之間。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相電動(dòng)機(jī)繞組星角軟切換半固態(tài)控制裝置，其特征在于，控制單元采用任何8位以上的通用單片機(jī)芯片；單片機(jī)控制單元還包括A/D轉(zhuǎn)化單元，將檢測(cè)單元檢測(cè)到的電壓和電流信號(hào)轉(zhuǎn)化成單片機(jī)能處理的數(shù)字信號(hào)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相電動(dòng)機(jī)繞組星角軟切換半固態(tài)控制裝置，其特征在于，可控硅開(kāi)關(guān)可以是雙向晶閘管、反并聯(lián)晶閘管、GTO、IGBT、IGCT。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相電動(dòng)機(jī)繞組星角軟切換半固態(tài)控制裝置，其特征在于，在接觸器線圈和驅(qū)動(dòng)單元的連接電路中，角接接觸器KM1和星接接觸器KM2之間是互鎖的，避免了主電路星接和角接之間切換時(shí)同時(shí)閉合而造成短路，提高了裝置的安全性和可靠性。

5.一種采用權(quán)利要求1所述裝置進(jìn)行三相電動(dòng)機(jī)繞組星角軟切換半固態(tài)控制方法，其特征在于，包括一下步驟：

(1)檢測(cè)單元檢測(cè)三相電動(dòng)機(jī)的電流和電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)AD轉(zhuǎn)換，單片機(jī)分析計(jì)算電動(dòng)機(jī)負(fù)載率β和星角切換臨界負(fù)載率β_c；

(2)當(dāng)β＜β_c，單片機(jī)控制單元給驅(qū)動(dòng)單元發(fā)信號(hào)，控制接觸器KM1關(guān)斷，KM2閉合，再給觸發(fā)單元發(fā)信號(hào)，按照星角軟切換觸發(fā)控制策略觸發(fā)導(dǎo)通可控硅SCR，使三相電動(dòng)機(jī)由角接向星接進(jìn)行軟切換，具體執(zhí)行步驟(4)；

(3)當(dāng)β＞β_c，單片機(jī)控制單元給驅(qū)動(dòng)單元發(fā)信號(hào)，控制接觸器KM2關(guān)斷，KM1閉合，再給觸發(fā)單元發(fā)信號(hào)，按照星角軟切換觸發(fā)控制策略觸發(fā)導(dǎo)通可控硅SCR，使三相電動(dòng)機(jī)由星接向角接進(jìn)行軟切換，具體執(zhí)行步驟(4)；

(4)執(zhí)行星角軟切換觸發(fā)控制操作，具體如下：

單片機(jī)檢測(cè)到電源線電壓U_BC的過(guò)零點(diǎn)之后，延時(shí)α₀角度開(kāi)始對(duì)SCR實(shí)施系列觸發(fā)控制，使三相按照BC-ABC-AB-ABC-CA-ABC-的順序?qū)ǎ陂g逐步調(diào)整觸發(fā)角度從α₁到α_n，最終結(jié)束于ABC三相完全導(dǎo)通，使電流與轉(zhuǎn)矩都平滑無(wú)沖擊地過(guò)渡到穩(wěn)態(tài)。