[發明專利]一種帶容錯運行的同步電機轉子勵磁電路在審
| 申請號： | 201611202086.1 | 申請日： | 2016-12-22 |
| 公開（公告）號： | CN106787977A | 公開（公告）日： | 2017-05-31 |
| 發明（設計）人： | 孫偉男;謝后晴;夏秋實;周凱;李敏;石聰聰;朱曉瑩;蔡明哲;呂彥;徐楠 | 申請（專利權）人： | 中國礦業大學 |
| 主分類號： | H02P6/00 | 分類號： | H02P6/00;H02P29/028 |
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| 地址： | 221116 江蘇*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 容錯 運行 同步電機 轉子 磁電 | ||
技術領域：
本發明涉及一種電勵磁同步電機勵磁電路，該電路可以在電勵磁同步電機勵磁電路部分器件發生故障時維持電機正常運行。
背景技術：
同步電動機在交流傳動領域中有著廣泛應用，根據同步電機轉子勵磁方式的不同，可以分為電勵磁同步電機和永磁同步電機兩種。其中，電勵磁同步電機轉子直流勵磁磁場是由外部電源提供，勵磁電流可調。電勵磁同步電機具有功率因數可調、電機工作效率高等特點。在大容量和高性能的電力拖動場合中，電勵磁同步電機的使用更加廣泛。
實際運行中，由于勵磁電路中的電力電子器件會產生故障，會導致電勵磁同步電機不能正常工作。當電勵磁同步電機失去勵磁時，會導致電機失步而無法正常運轉，嚴重時還會危害電機本體。電機故障的同時也會對操作人員的人身安全造成風險，因此需要設計一種帶有容錯運行功能的勵磁電路。現有的勵磁電路絕大多數為直流斬波電路，但是電路中并沒有考慮故障容錯方法，在出現故障時只能停機處理，因此可靠性較低。
發明內容
針對未考慮故障容錯的電勵磁同步電機勵磁電路，本發明設計了一種帶容錯運行的電勵磁同步電機轉子勵磁電路。本發明提出的勵磁電路主要針對在勵磁電路中部分全控型電力電子器件(IGBT)損壞的情況下，仍能給電勵磁同步電機轉子提供勵磁，維持電機正常運行。
本發明采用的技術方案是：在檢測到勵磁電路部分器件存在故障后，能將故障橋臂切除，并用非故障橋臂維持轉子勵磁電路容錯運行。如圖1所示，轉子勵磁電路包括第一個橋臂和第二個橋臂。所述第一個橋臂中，第一個全控型電力電子器件V1與第一個電力二極管D1反向并聯，第二個全控型電力電子器件V2與第二個電力二極管D2反向并聯，這兩組反向并聯二極管的IGBT與第一個開關S1a串聯，兩組反并聯二極管的IGBT的中間引出橋臂輸出端，并且橋臂輸出端通過第二個開關S1b連接到直流母線的負極。第二個橋臂中，第三個全控型電力電子器件V3與第三個電力二極管D3反向并聯，第四個全控型電力電子器件V4與第四個電力二極管D4反向并聯，這兩組反向并聯二極管的IGBT與第三個開關S2a串聯，兩組反并聯二極管的IGBT的中間引出橋臂輸出端，并且橋臂輸出端通過第四個開關S2b連接到直流母線的負極。第一個橋臂與第二個橋臂的輸出端連接勵磁繞組兩端。
本發明效果：
故障運行狀態下，可將故障橋臂切除，并利用非故障橋臂維持運行。本發明結構簡單、實現容易，在電勵磁同步電機勵磁電路中的電力電子器件發生故障時，能夠切除故障并使電機正常運行。
附圖說明
圖1為本發明的帶容錯運行功能的轉子勵磁電路的電勵磁同步電機系統圖；
圖2a為勵磁電路正常運行時電路開關狀態圖；
圖2b為勵磁電路正常運行時的等效電路圖；
圖3a為勵磁電路第二橋臂故障并切除故障橋臂后的開關狀態圖；
圖3b為勵磁電路第二橋臂故障并切除故障橋臂后的等效電路圖。
具體實現方式
下面結合附圖對本發明具體實現方法做進一步說明。
圖1為采用本發明設計的帶容錯運行轉子勵磁電路的電勵磁同步電機系統圖。本發明設計的轉子勵磁電路由4個全控器件IGBT(V1、V2、V3、V4)、4個反并聯二極管(D1、D2、D3、D4)、4個開關(S1a、S1b、S2a、S2b)組成。其中：
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