[發明專利]一種大功率直流電機雙并驅動的可控硅整流裝置

有效

• 申請號: 201410134245.3
• 申請日: 2014-04-04
• 公開（公告）號: CN103929103A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 王仁波;寧壽陳;顧建東;修瑞霞;王寶磊;成進軍;崔強
• 申請（專利權）人: 煙臺魯寶鋼管有限責任公司
• 主分類號: H02P7/285
• 分類號: H02P7/285
• 代理公司: 煙臺雙聯專利事務所(普通合伙) 37225
• 代理人: 矯智蘭

技術領域：

本發明涉及電氣自動化專業技術領域，具體地講是一種大功率直流電機雙并驅動的可控硅整流裝置；適用于利用現有電機、可控硅整流裝置雙倍擴容改造，兩臺電機剛性連接間隙較大的場合。

背景技術：

對于需要傳動力矩很大的大功率直流電機傳動設備，為了減少電機的轉動慣量以及制造上的困難，通常選用兩臺電機雙并驅動方式，或是兩臺電機軸頭尾串聯通過一個減速機驅動同一負載，或是兩臺電機并列分布分別通過兩個減速機（也可以是一個雙輸入、單輸出減速機）驅動同一負載。對于大功率直流電機雙并驅動的可控硅整流裝置，常見的控制方式：

1、兩臺直流電機電樞串聯，由一套可控硅整流裝置單獨供電或是由兩套相同可控硅整流裝置串聯供電。兩臺電機電樞串聯，從根本上保證了兩臺電機轉矩（電流）同步一致。但同樣規格型號的兩臺電機參數不可能完全相同，電樞串聯工作電壓會稍有差別。

相同功率的兩套可控硅整流裝置在整流輸出側可以串聯連接向直流電機供電，參數設置為一個12?脈沖串聯主動整流器和一個12?脈沖串聯從動整流器的兩套裝置，通過并行接口耦合并且用電氣上隔離但彼此相差30°的電源供電。

不管采用一套可控硅整流裝置單獨供電還是采用兩套相同可控硅整流裝置串聯供電，均能解決兩臺電機的電流平衡問題，但電機、電纜以及整流裝置元器件承受的電壓等級需要增加一倍。因現有設備電壓等級已經固定，不適合于利用現有直流電機、整流變壓器、可控硅整流裝置進行擴容改造的場合。

2、兩臺直流電機電樞并聯，由一套單獨可控硅整流裝置供電或是由兩套相同可控硅整流裝置并聯供電。

主要問題是很難把握兩臺電機的電流平衡問題，由于電機內阻很少，兩臺電機的電動勢稍有偏差就會造成兩臺電機電流相差很大，嚴重時會出現一臺電機電動運行、一臺電機發電運行的情況。為此需增加兩個電流平衡調節器，整個系統采用一個電壓環外加兩個勵磁電流環的方式，電流平衡調節器的輸出分別迭加在兩個勵磁電流環的給定上作為勵磁系統的一個補償量，以達到兩臺直流電流平衡的目的。但不管采用一套可控硅整流裝置單獨供電還是采用兩套相同可控硅整流裝置并聯供電，都存在控制回路繁瑣、參數匹配復雜問題。且由于磁場慣性大、響應慢、消除動態電流偏差時響應慢，不適合于弱磁調速以及頻繁啟制動、正反轉場合。

3、兩臺直流電機電樞相互獨立，采用兩套相同的可控硅整流裝置分別驅動不同電機，兩套裝置控制系統采用主從控制，采用6相整流，或是采用12相整流。采用6相整流方式，兩套裝置其中1套被設置為主裝置，具有電流、速度雙環的完整凋節系統，另一套設置為從裝置，采用主裝置的脈沖方式工作。主裝置接受速度給定及各種控制指令后，經過處理，通過并行通信接口，向從裝置實時傳遞脈沖角度信號及各相關控制信號，使從裝置能同步觸發與主裝置相同位置的晶閘管；采用12相整流方式，兩套裝置通過整流變壓器并聯后組成12相整流，其中一套為主、一套為從，兩套裝置分別采用各自的電流環，共用1個速度環，2個電流環的參數設置相同，接受相同的電流給定指令。

主從控制的方式非常適合于兩臺電機軸頭尾串聯驅動同一負載或是通過一個雙輸入、單輸出減速機驅動同一負載等剛性連接間隙較少場合；但對于兩臺電機并列分布分別通過兩個減速機驅動同一負載等剛性連接間隙較大的場合，當間隙大到一定程度，主從電機轉速無法同步，主從控制方式又無法保證電機轉矩同步，因啟動瞬間超調問題主從電機轉矩相互排斥，無法正常啟動。

發明內容：

　　本發明的目的是克服上已有技術的不足，而提供一種大功率直流電機雙并驅動的可控硅整流裝置；主要解決現有的兩臺直流電機電樞串聯供電存在的電機、整流變壓器、電纜、整流裝置元器件電壓等級成倍增加，兩臺直流電機電樞并聯供電存在的控制回路繁瑣、參數匹配復雜、動態響應速度慢，及主從控制當兩臺電機剛性連接間隙較大，因啟動瞬間無法保證電機轉矩同步，主從電機轉矩相互排斥無法正常啟動等問題。