[發(fā)明專利]一種高壓大功率電勵(lì)磁同步電機(jī)混合制動(dòng)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011011634.9
• 申請(qǐng)日: 2020-09-23
• 公開（公告）號(hào): CN112152537B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉愷;周恩民;李剛;王鑫;王文龍;高玉瑞;張瑜;畢研科;張文;閆羽佳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍63833部隊(duì);榮信匯科電氣股份有限公司;中國(guó)人民解放軍63837部隊(duì)
• 主分類號(hào): H02P21/36
• 分類號(hào): H02P21/36
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務(wù)所(普通合伙) 21224
• 代理人: 張群

一種高壓大功率電勵(lì)磁同步電機(jī)混合制動(dòng)方法，快速減速時(shí)保持制動(dòng)斷路器處于斷開狀態(tài)，變頻器以恒定的加速度減速至目標(biāo)轉(zhuǎn)速，減速過(guò)程中的能量消耗在變頻器直流側(cè)制動(dòng)電阻；緊急停車時(shí)，若電機(jī)轉(zhuǎn)速高于80％最高轉(zhuǎn)速，變頻器封鎖功率器件驅(qū)動(dòng)脈沖，完全借助負(fù)載轉(zhuǎn)矩進(jìn)行自由降速；若當(dāng)前電機(jī)轉(zhuǎn)速位于30％～80％最高轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速區(qū)間，除了借助負(fù)載轉(zhuǎn)矩制動(dòng)作用外還采用電機(jī)定子側(cè)電阻能耗制動(dòng)方式進(jìn)行降速的制動(dòng)方法；若當(dāng)前電機(jī)轉(zhuǎn)速低于30％最高轉(zhuǎn)速且制動(dòng)斷路器分開后，變頻器恢復(fù)功率器件驅(qū)動(dòng)脈沖。能夠滿足常規(guī)時(shí)間內(nèi)頻繁地減速或停車要求和緊急停車要求，又能夠降低現(xiàn)有能耗制動(dòng)應(yīng)用于級(jí)聯(lián)型高壓變頻器時(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和控制的復(fù)雜程度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及大功率變頻交流調(diào)速技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高壓大功率電勵(lì)磁同步電機(jī)混合制動(dòng)方法。

背景技術(shù)

在一些應(yīng)用大功率傳動(dòng)系統(tǒng)的復(fù)雜試驗(yàn)站場(chǎng)合，例如在風(fēng)洞中，通常會(huì)在多種(幾十至上百種)試驗(yàn)條件下開展試驗(yàn)測(cè)試，需要傳動(dòng)系統(tǒng)快速、均勻地減速至目標(biāo)轉(zhuǎn)速或停機(jī)。特別對(duì)于一些系統(tǒng)復(fù)雜、試驗(yàn)條件建立難的風(fēng)洞試驗(yàn)站中，為了提高試驗(yàn)效率和保證設(shè)備安全，要求在限定時(shí)間(減速時(shí)間與調(diào)速范圍有關(guān)，一般為90s到6分鐘左右)內(nèi)減速至設(shè)定轉(zhuǎn)速或者停車，緊急條件下能夠在極短的時(shí)間(通常時(shí)間不超過(guò)15s)內(nèi)完成緊急停車。

目前國(guó)內(nèi)大功率變頻器采用功率單元級(jí)聯(lián)的拓?fù)湫问骄佣啵芎闹苿?dòng)方式是變頻器應(yīng)用較為廣泛的一種電氣制動(dòng)方式，能耗制動(dòng)主要有兩種方式：其一，變頻器直流側(cè)能耗制動(dòng)方式，即：在變頻器直流側(cè)配備斬波制動(dòng)單元，將降速過(guò)程中回饋的能量消耗在直流側(cè)的制動(dòng)電阻上。其優(yōu)點(diǎn)在于降速或停車時(shí)間可調(diào)節(jié)，無(wú)需外置機(jī)械制動(dòng)裝置，但缺點(diǎn)是應(yīng)用于寬調(diào)速范圍大慣性傳動(dòng)系統(tǒng)的緊急停車功能時(shí)，制動(dòng)電阻體積較大，將無(wú)法與功率單元集成，需要設(shè)計(jì)獨(dú)立的制動(dòng)柜，且制動(dòng)柜與功率單元直流側(cè)連接的電纜較多，導(dǎo)致變頻器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜程度增加，一次性投資成本大；其二，變頻器輸出側(cè)(即：電機(jī)定子繞組側(cè))能耗制動(dòng)方式，在變頻器輸出側(cè)外接制動(dòng)電阻，通過(guò)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流在電機(jī)定子側(cè)產(chǎn)生盡可能大的電壓(不超過(guò)電機(jī)最高安全工作電壓)，進(jìn)而將機(jī)組停車過(guò)程中的能量快速消耗在外接的制動(dòng)電阻上，但降速時(shí)間通常無(wú)法準(zhǔn)確調(diào)節(jié)，不適用于頻繁地快速減速應(yīng)用場(chǎng)合。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決背景技術(shù)提出的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種高壓大功率電勵(lì)磁同步電機(jī)混合制動(dòng)方法，能夠滿足常規(guī)時(shí)間內(nèi)頻繁地減速或停車要求和緊急停車要求，又能夠降低現(xiàn)有能耗制動(dòng)應(yīng)用于級(jí)聯(lián)型高壓變頻器時(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和控制的復(fù)雜程度。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種高壓大功率電勵(lì)磁同步電機(jī)混合制動(dòng)方法，采用變頻器直流側(cè)電阻能耗制動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)快速降速至某目標(biāo)轉(zhuǎn)速，采用變頻器輸出側(cè)電阻能耗制動(dòng)方式和變頻器直流側(cè)電阻能耗制動(dòng)方式相結(jié)合的制動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)緊急停車。所述制動(dòng)方法包括如下步驟：

步驟一、快速減速：當(dāng)接收到快速減速命令時(shí)，保持電機(jī)定子側(cè)制動(dòng)電阻斷路器Q10處于斷開狀態(tài)，帶有斬波單元的級(jí)聯(lián)式電壓源型變頻器B10以恒定的加速度K1減速至目標(biāo)轉(zhuǎn)速，減速過(guò)程中的能量消耗在變頻器直流側(cè)制動(dòng)電阻；

步驟二、緊急停車：當(dāng)接收到緊急停車命令時(shí)，步驟如下：

1)如果電機(jī)轉(zhuǎn)速高于80％最高轉(zhuǎn)速，高轉(zhuǎn)速區(qū)間的負(fù)載轉(zhuǎn)矩相對(duì)較大，為了充分利用負(fù)載制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，減小制動(dòng)電阻能量消耗，所以此轉(zhuǎn)速區(qū)間變頻器封鎖功率器件驅(qū)動(dòng)脈沖，完全借助負(fù)載轉(zhuǎn)矩進(jìn)行自由降速；

2)如果當(dāng)前電機(jī)轉(zhuǎn)速位于30％～80％最高轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速區(qū)間時(shí)，除了借助負(fù)載轉(zhuǎn)矩制動(dòng)作用外還采用電機(jī)定子側(cè)電阻能耗制動(dòng)方式進(jìn)行降速；

3)如果當(dāng)前電機(jī)轉(zhuǎn)速低于30％最高轉(zhuǎn)速且電機(jī)定子側(cè)制動(dòng)電阻斷路器Q10分開后，變頻器恢復(fù)功率器件驅(qū)動(dòng)脈沖。

進(jìn)一步地，所述的步驟二的除了借助負(fù)載轉(zhuǎn)矩制動(dòng)作用外還采用電機(jī)定子側(cè)電阻能耗制動(dòng)方式進(jìn)行降速的制動(dòng)方法；具體包括步驟如下：