[發(fā)明專利]一種用于精軋機組的大功率同步機變頻調(diào)速系統(tǒng)

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201710950050.X
• 申請日: 2017-10-13
• 公開（公告）號: CN108092582A
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發(fā)明（設計）人: 劉宏然;楊國奎;趙志芳;陳大偉;周繼華
• 申請（專利權(quán)）人: 北京東標電子有限公司
• 主分類號: H02P21/22
• 分類號: H02P21/22;H02P25/024;H02P27/08
• 代理公司: 北京匯捷知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 11531
• 代理人: 于鵬

1.一種用于精軋機組的大功率同步機變頻調(diào)速系統(tǒng)，包括：變頻器系統(tǒng)(1)、變頻調(diào)速系統(tǒng)(2)、控制系統(tǒng)(3)及能量回饋系統(tǒng)(4)，其特征在于：所述變頻器系統(tǒng)(1)、變頻調(diào)速系統(tǒng)(2)及能量回饋系統(tǒng)(4)分別與控制系統(tǒng)(3)串聯(lián)，所述變頻調(diào)速系統(tǒng)包括控制器、變頻器、功率單元及雙繞組電機，變頻調(diào)速系統(tǒng)(2)包括VFD、勵磁系統(tǒng)、同步電機繞組及控制器，勵磁系統(tǒng)包括功率逆變裝置，控制系統(tǒng)(3)包括主控器、轉(zhuǎn)子、編碼器、整步器、主控系統(tǒng)包括DSP及FPGA，能量回饋系統(tǒng)(4)主要包括變頻器，所述各裝置之間通過但不限于現(xiàn)有的連接方式進行連接，所述IGBT器件設置在電路尾端與變頻器系統(tǒng)(1)及能量回饋系統(tǒng)(4)分別串聯(lián)；

所述控制器位于電路起始端，所述控制器內(nèi)置控制系統(tǒng)(3)，所述勵磁系統(tǒng)與兩臺并聯(lián)的VFD并聯(lián)，所述每套VFD與對應的同步電機繞組，所述主控器內(nèi)置主控系統(tǒng)，所述主控系統(tǒng)設置為雙矢量控制模式，所述主控系統(tǒng)內(nèi)有轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子通過但不限于有線或無線的方式與編碼器連接，所述變頻調(diào)速系統(tǒng)(2)采用兩個繞組的三相電流值，所述變頻器內(nèi)置雙PWM。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于精軋機組的大功率同步機變頻調(diào)速系統(tǒng)，其特征在于：所述變頻器由控制系統(tǒng)(3)控制，所述變頻器由功率單元組成，所述功率單元至少為3個。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于精軋機組的大功率同步機變頻調(diào)速系統(tǒng)，其特征在于：所述勵磁系統(tǒng)采用他厲方案，所述勵磁系統(tǒng)包括功率逆變裝置，所述功率逆變裝置為級聯(lián)型四象限功率單元，所述功率逆變裝置與主電路串聯(lián)，所述變頻器內(nèi)置多重化PWM，使得變頻器輸出近乎完美的正弦波，所述電動機內(nèi)置靜音裝置，所述變頻器輸出端功率因數(shù)不小于0.95，所述第二組矢量角比第一組矢量角大30°。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于精軋機組的大功率同步機變頻調(diào)速系統(tǒng)，其特征在于：所述轉(zhuǎn)子通過整步器整步后通過編碼器輸出，主控系統(tǒng)包括DSP及FPGA，所述DSP采用六相電流與調(diào)節(jié)器串聯(lián)，控制兩組繞組單獨進行電流坐標變換，所述調(diào)節(jié)器接收反饋PI調(diào)節(jié)后輸出兩個繞組不同的電壓矢量，將母線采樣板發(fā)來的單元母線電壓值結(jié)合，集中發(fā)送給主控器，所述FPGA為單元脈沖分配控制，形成光纖驅(qū)動信號，并將光纖驅(qū)動信號傳遞至主控器。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于精軋機組的大功率同步機變頻調(diào)速系統(tǒng)，其特征在于：所述變頻調(diào)速系統(tǒng)(2)的兩個繞組采用Z坐標變化，分析出5,7次諧波含量值，與給定的5,7次諧波通過調(diào)節(jié)器進行PI調(diào)節(jié)，將諧波調(diào)節(jié)后的電壓分量疊加到基波控制的電壓分量模型中進行控制。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于精軋機組的大功率同步機變頻調(diào)速系統(tǒng)，其特征在于：所述PWM采用3單元級聯(lián)技術(shù)即18脈波整流技術(shù)，所述PWM由全控制型IGBT器件控制，所述PWM與IGBT器件通過有線或無線的方式連接，所述PWM的靜態(tài)速度誤差根據(jù)VDI/VDE2185確定為基速以下運行時基速的±0.1％，當運行在基速以上時不超過設定速度的±0.1％，所述PWM的沖擊速不大于0.25％秒，恢復時間不大于200mS。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于精軋機組的大功率同步機變頻調(diào)速系統(tǒng)，其特征在于：所述各部件的連接方式采用DP通信方式。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于精軋機組的大功率同步機變頻調(diào)速系統(tǒng)，其特征在于：VFD采用液晶觸摸屏漢字顯示。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于精軋機組的大功率同步機變頻調(diào)速系統(tǒng)，其特征在于：所述采用兩臺3000V5MWVFD分別驅(qū)動同步電機兩組繞組，每臺裝置包含9個功率單元，毎相包含3個功率單元，輸出電壓為7電平階梯波形。