[發明專利]T源型變頻調速系統

無效

• 申請號: 201210384957.1
• 申請日: 2012-10-12
• 公開（公告）號: CN102931910A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 李宣南;樸順善;劉維良
• 申請（專利權）人: 哈爾濱東方報警設備開發有限公司
• 主分類號: H02P27/08
• 分類號: H02P27/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種T源型變頻調速系統，屬于電能變換領域，用于實現將較低的直流電壓轉化為較高的穩定的直流電壓并驅動交流電機運行。

背景技術

交流電機作為將電能轉化為機械能的裝置，在日常生活和工業生產中獲得了廣泛的應用。當今社會，隨著可再生能源發電技術以及其他分布式發電技術的發展，供電形式呈現多樣性的特點。交流電機及其調速系統的供電形式也不僅僅局限于只由公共大電網供電，還需要適應低電壓、大波動特性的電源為其供電，例如，在無公共大電網的偏遠地區，可以采用光伏電池作為交流電機調速系統的供電電源，但是由于光伏電池輸出的電能形式對環境變化更加敏感，波動較大，而且通常電壓較低，難以直接為電機系統供電，為此需要結合相應的電能變換技術來獲得滿足供電要求的電能形式。

在目前的解決方案中，一種方案是采用直流-直流-交流的兩級式結構，利用直流-直流變換實現直流電壓的升壓和穩壓控制，以使直流電壓符合交流電機的供電電壓要求，而利用直流-交流變換結合電機控制算法實現交流電機的調速運行。這種結構中直流側增加的開關變換器造成系統損耗增加，效率和可靠性均有所下降。

發明內容

本發明的目的在于提供一種T源型變頻調速系統，以實現用較低的波動的直流電源驅動較高額定電壓的交流電機，并解決現有方案的效率低、結構復雜、成本較高等問題。

一種T源型變頻調速系統，其組成包括直流正極輸入端的二極管（1），變壓器（2），濾波電容（3），逆變器（4），速度傳感器（5），電平轉換電路（6），交流電流檢測電路（7），偏置電路（8），直流電壓檢測電路（9），低通濾波電路（10），主控制器（11）以及隔離驅動電路（12）；

所述的二極管（1）的正極與外部直流電源的正極輸出端相連，作為所述的T源型交流逆變電源的正極輸入端，二極管（1）的負極與變壓器（2）的輸入端相連，變壓器（2）的第一輸出端與逆變器（4）的直流正極輸入端相連，變壓器（2）的第二輸出端與濾波電容（3）的一端相連，濾波電容（3）的另一端與逆變器（4）的直流負極輸入端以及外部直流電源的負極輸出端相連，逆變器的輸出端與交流電機負載相連；速度傳感器（5）的旋轉軸與電機軸端相連，速度傳感器（5）的信號輸出端與電平轉換電路（6）的一端相連，電平轉換電路（6）的另一端與主控制器（11）的第一輸入端相連；交流電流檢測電路（7）的輸入端與逆變器（4）的輸出端相連，用于檢測交流輸出電流，交流電流檢測電路（7）的輸出端與偏置電路（8）的輸入端相連，將采集到的交流輸出電壓信號提高到始終大于零，偏置電路（8）的輸出端與主控制器（11）的第二輸入端相連；直流電壓檢測電路（9）的第一輸入端與逆變器（4）的直流正極輸入端相連，直流電壓檢測電路（9）的第二輸入端與逆變器（4）的直流負極輸入端相連，用于檢測逆變器（4）的直流輸入電壓，直流電壓檢測電路（9）的輸出端與低通濾波電路（10）的輸入端相連，濾除逆變器的直流輸入電壓的高頻脈沖，獲得逆變器的直流輸入電壓中的直流分量，低通濾波電路（10）的輸出端與主控制器（11）的第三輸入端相連，主控制器（11）的輸出端與隔離驅動電路（12）的輸入端相連，隔離驅動電路（12）的輸出端與逆變器（4）的信號輸入端相連，用于驅動逆變器（4）的各個功率器件工作；

所述的變壓器（2）包括繞組W1和繞組W2，所述的繞組W1和繞組W2纏繞在同一個閉合的磁環上，繞組W1和繞組W2的同名端相連作為所述變壓器（2）的輸入端，繞組W1的另一端作為所述變壓器（2）的第一輸出端，繞組W2的另一端作為所述變壓器（2）的第一輸出端。

本發明所具有的優點：現有方案中多采用直流-直流-交流的電能變換形式，采用了較多的功率開關器件，本發明通過在逆變器的基礎上直流側加入變壓器，并結合電機驅動控制算法，只采用直流-交流的逆變器和更少的儲能元件同時實現了直流電壓的升壓、穩壓控制以及對交流電機轉速的驅動控制，因此具有結構緊湊以及效率高、可靠性高等優點。

附圖說明

圖1是本發明的原理圖；

圖2是本發明的直通狀態的原理圖，圖3是本發明的非直通狀態的原理圖；

圖4是本發明的產生直通狀態的正弦波脈寬調制算法的原理圖。

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具體實施方式