[實用新型]一種異步電動機大功率驅動系統

有效

• 申請號: 201520973634.5
• 申請日: 2015-11-30
• 公開（公告）號: CN205142070U
• 公開（公告）日: 2016-04-06
• 發明（設計）人: 烏云翔;邵詩逸;王曉梅;徐國林;史建芳
• 申請（專利權）人: 北京賽思億電氣科技有限公司;山西汾西重工有限責任公司
• 主分類號: H02P25/10
• 分類號: H02P25/10;H02P25/18
• 代理公司: 山西科貝律師事務所 14106
• 代理人: 陳奇

技術領域

本發明涉及一種大功率驅動系統，特別涉及基于繞組開路的三相異步電動機的大功率驅動系統。

背景技術

在大功率（1MW以上）三相異步電動機大功率驅動系統中，三相異步電動機的繞組一般采用的是星形或三角形兩種接法，驅動系統普遍采用的是傳統的基于三相異步電動機或者永磁電動機的驅動系統，采用一個三相變頻器進行驅動。這種方案的主要問題在于變頻器的基本功率模塊IGBT的單體容量是有限的，一般小于1MW，隨著功率的增大，必須采用功率模塊的并聯或者串聯的方法，如果采用并聯方法，則必須保證開關脈沖的同步；如果采用串聯方法，則必須保證串聯功率模塊實現很好的均壓，兩種方案在無形中都增加了驅動控制電路的技術實現難度，與此同時，由于驅動系統對于轉矩脈動要求嚴格，一般都需要采用較高的開關頻率（1kHz以上）來驅動電機，這樣又增加了變頻器的損耗，變頻器輸出普遍含有較高的脈沖尖峰，會對電動機的絕緣產生影響，并影響電動機的壽命。

發明內容

本發明提出一種異步電動機的大功率驅動系統，解決了大功率三相異步電動機驅動困難的技術問題。

本發明是通過以下技術方案解決以上技術問題的：

一種異步電動機的大功率驅動系統，包括電網、工業控制機、三相全橋整流器、儲能電容、IGBT模塊和三相異步電動機繞組，三相異步電動機定子A相繞組、B相繞組和C相繞組均是開路設置的，第一IGBT模塊與第二IGBT模塊串聯后組成A相繞組上橋臂，第三IGBT模塊與第四IGBT模塊串聯后組成A相繞組下橋臂，A相繞組上橋臂和A相繞組下橋臂分別并聯在三相全橋整流器的輸出直流母線上，第一IGBT模塊的發射級與第二IGBT模塊集電極的連接點通過A相繞組上橋臂三相共模電抗器與三相異步電動機定子A相繞組的一端連接，三相異步電動機定子A相繞組4的另一端通過A相繞組下橋臂三相共模電抗器與第三IGBT模塊的發射級與第四IGBT模塊集電極的連接點連接在一起；第五IGBT模塊與第六IGBT模塊串聯后組成B相繞組上橋臂，第七IGBT模塊與第八IGBT模塊串聯后組成B相繞組下橋臂，B相繞組上橋臂和B相繞組下橋臂分別并聯在三相全橋整流器的輸出直流母線上，第五IGBT模塊的發射級與第六IGBT模塊集電極的連接點通過B相繞組上橋臂三相共模電抗器與三相異步電動機定子B相繞組的一端連接，三相異步電動機定子B相繞組的另一端通過B相繞組下橋臂三相共模電抗器與第七IGBT模塊的發射級與第八IGBT模塊集電極的連接點連接在一起；第九IGBT模塊與第十IGBT模塊串聯后組成C相繞組上橋臂，第十一IGBT模塊與第十二IGBT模塊串聯后組成C相繞組下橋臂，C相繞組上橋臂和C相繞組下橋臂分別并聯在三相全橋整流器的輸出直流母線上，第九IGBT模塊的發射級與第十IGBT模塊集電極的連接點通過C相繞組上橋臂三相共模電抗器與三相異步電動機定子C相繞組的一端連接，三相異步電動機定子C相繞組的另一端通過C相繞組下橋臂三相共模電抗器與第十一IGBT模塊的發射級與第十二IGBT模塊集電極的連接點連接在一起。

一種異步電動機大功率驅動系統的控制方法，包括以下步驟：

第一步、在工業控制機中設定A相標準載波,這個載波是標準三角波，頻率由工業控制器設定，這個頻率也是IGBT的開關頻率。

第二步、在工業控制機中設置A相繞組上橋臂中的IGBT模塊PMW脈寬調制開關信號的驅動電壓參考信號，設置原則為：根據異步電機的A相驅動電壓計算出A相驅動電壓參考信號Ref_A+。

第三步、將第二步得到的A相驅動電壓參考信號Ref_A+和第一步得到的A相標準載波信號CA1進行比較，當Ref_A+大于CA1時，輸出SWA為1，否則為0。將SWA和SWA的取反信號分別輸入死區時間發生器，最后得到實際的開關輸出SWA+和SWA-，SWA+和SWA-分別驅動三相全橋逆變電路中A相上相橋臂的第一IGBT模塊7與第二IGBT模塊8；