[實用新型]一種高壓無刷雙饋電機重載啟動控制系統

有效

• 申請號: 201720239361.0
• 申請日: 2017-03-13
• 公開（公告）號: CN206620074U
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發明（設計）人: 劉鐵軍;金維宇;夏小華;魯純
• 申請（專利權）人: 湖南利能科技股份有限公司
• 主分類號: H02P6/20
• 分類號: H02P6/20
• 代理公司: 長沙思創聯合知識產權代理事務所(普通合伙)43215
• 代理人: 肖戰勝,俞航

技術領域

本實用新型涉及電子技術領域，特別涉及一種高壓無刷雙饋電機重載啟動控制系統。

背景技術

高壓無刷雙饋電機應用在變頻調速領域，主要是利用具有兩套定子繞組的特點，一套高壓定子繞組為功率繞組，一般接高壓電網，另一套為低壓定子繞組為控制繞組，接一般接低壓變頻器，高壓無刷雙饋電機調速時通過低壓變頻裝置調節控制繞組電源頻率達到調速目的。

眾所周知，一般低壓變頻器輸出電壓在400V左右，而高壓無刷雙饋電機功率繞組接10kV電網。高壓無刷雙饋電機一般應用于風機水泵的拖動，其調速范圍一般在水泵額定轉速20％范圍內進行調速，而通過高壓無刷雙饋電機對其進行調速，只需要提供對應電機的轉差功率就接可以滿足調速要求，例如500kW的高壓無刷雙饋電機，當電機運行在同步轉速時，低壓變頻器只需要提供勵磁電流，而當轉速在同步轉速20％以上時，控制繞組需要提供的功率為功率繞組的20％。因此大大節約了調速成本。而高壓無刷雙饋電機應用于水泵和風機拖動最大的問題就是帶重載啟動問題，例如潛水泵在啟動過程中的啟動轉矩非常大，采用異步啟動無法滿足啟動轉矩要求。目前公開的方法中主要有在控制繞組串接電阻進行啟動、采用虛擬電阻進行啟動或采用變頻器功率開關下橋臂短接進行啟動。這些啟動方法均有一定的局限性，主要表現為當電機帶重載時無法啟動。

發明內容

本實用新型要解決的技術問題是：提供一種高壓無刷雙饋電機重載啟動控制系統，其使得高壓無刷雙饋電機在重載的情況下也可以啟動。

本實用新型的解決方案是這樣實現的：一種高壓無刷雙饋電機重載啟動控制系統，包括變壓器和變頻器，所述變壓器和變頻器通過預充電電路相連，其中，

所述變頻器的輸出端通過自耦變壓器或隔離變壓器與高壓無刷雙饋電機的控制繞組相連，變頻器的輸出端與自耦變壓器或隔離變壓器之間設置有投切接觸器KM3，變頻器的輸出端與高壓無刷雙饋電機的控制繞組之間設置有旁路接觸器KM4，所述高壓無刷雙饋電機的功率繞組通過高壓斷路器QF1與高壓電網相連，所述變頻器并對高壓無刷雙饋電機的功率繞組進行電壓測量。

本實用新型的另一技術方案在于在上述基礎之上，所述預充電電路連接在所述變壓器的輸出端和變頻器的輸入端之間，所述預充電電路包括投切接觸器KM1和與投切接觸器KM1并列的投切接觸器KM2，所述投切接觸器KM1的一端與變壓器的輸出端相連，另一端與變頻器的輸入端相連，所述投切接觸器KM2的一端與變壓器的輸出端相連，另一端通過三相電阻與變頻器的輸入端相連。

本實用新型的另一技術方案在于在上述基礎之上，還包括速度位置傳感器TW，用于測量高壓無刷雙饋電機的轉子位置與轉速。

本實用新型的另一技術方案在于在上述基礎之上，當投切接觸器KM3閉合，旁路接觸器KM4斷開，高壓斷路器QF1斷開時，所述變頻器通過自耦變壓器或隔離變壓器對高壓無刷雙饋電機的控制繞組進行勵磁。

本實用新型的另一技術方案在于在上述基礎之上，當投切接觸器KM3閉合，旁路接觸器KM4斷開，高壓斷路器QF1閉合時，所述變頻器通過控制高壓無刷雙饋電機的轉矩電流進行對電機轉子的速度控制。

本實用新型的另一技術方案在于在上述基礎之上，當電機轉子的速度穩定后，將旁路接觸器KM4閉合，同時迅速將投切接觸器KM3斷開，所述高壓無刷雙饋電機完成了帶載啟動。

本實用新型的另一技術方案在于在上述基礎之上，所述變頻器的輸出電壓通過自耦變壓器或隔離變壓器升壓后，大于高壓電網電壓通過電機感應到高壓無刷雙饋電機的控制繞組的電壓。

本實用新型的另一技術方案在于在上述基礎之上，所述自耦變壓器或隔離變壓器電壓變比與高壓無刷雙饋電機在靜止狀態下的電壓變比滿足如下關系：

其中，

變壓器電機側匝數，為自耦變壓器或隔離變壓器靠近高壓無刷雙饋電機一側的變壓器線圈匝數；

變壓器變頻器側匝數，為自耦變壓器或隔離變壓器靠近變頻器一側的變壓器線圈匝數；

電機控制繞組匝數，為高壓無刷雙饋電機控制繞組的匝數；

電機功率繞組匝數，為高壓無刷雙饋電機功率繞組的匝數。

本實用新型的另一技術方案在于在上述基礎之上，所述變頻器容量為所述高壓無刷雙饋電機的額定功率的一半。