[實(shí)用新型]一種改進(jìn)的開繞組感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202120662321.3
• 申請(qǐng)日: 2021-04-01
• 公開（公告）號(hào): CN214544168U
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李文娟;李明秋;左楨權(quán)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H02P23/03
• 分類號(hào): H02P23/03;H02P29/028;H02P27/06;H02P29/50
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• 代理人: 暫無(wú)信息

本實(shí)用新型公開了一種改進(jìn)的開繞組感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，是一種基于負(fù)載換向可控硅（SCR）的多電平電流源逆變器（CSI）供電的具有再生能力的開繞組感應(yīng)電機(jī)（IM）驅(qū)動(dòng)裝置。兩個(gè)基于可控硅的電流源可實(shí)現(xiàn)多電平電流波形，使得五次諧波和七次諧波含量顯著降低，諧波造成的損耗顯著減少。連接到定子繞組一側(cè)的多電平CSI為電機(jī)提供實(shí)際功率，定子繞組的另一端直接與電容供電的電壓源逆變器（VSI）連接有助CSI換向。本實(shí)用新型顯著改善了電機(jī)電流的質(zhì)量，且能夠在低速下運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)在全部速度范圍內(nèi)的額定轉(zhuǎn)矩。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及開繞組電機(jī)領(lǐng)域，具體涉及一種新型的開繞組感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置。

背景技術(shù)

開放式繞組電機(jī)結(jié)構(gòu)最早由日本學(xué)者提出。近十年來(lái)，開放式繞組結(jié)構(gòu)電機(jī)開始引起外國(guó)學(xué)者的關(guān)注，逐步成為一些新能源領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。目前，開放式繞組電機(jī)的研究?jī)?nèi)容主要集中在對(duì)開放式繞組電機(jī)驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)拓?fù)涮攸c(diǎn)、控制方法的理論研究，尤其在近幾年內(nèi)，開放式繞組電機(jī)的雙逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)引起了學(xué)者們很高的研究熱情。

基于晶閘管的電流型逆變器(CSI)在同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)中非常流行，然而由于感應(yīng)電機(jī)在滯后功率因數(shù)下運(yùn)行，因此基于負(fù)載換向晶閘管的CSI不能用于IM驅(qū)動(dòng)。因此本實(shí)用新型提出了一種基于CSI與VSI的雙逆變器驅(qū)動(dòng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，該驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)可用于感應(yīng)電機(jī)，并能夠在整個(gè)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)提供額定扭矩。不需要單獨(dú)的直流電源來(lái)實(shí)現(xiàn)VSI，也不需要buck變換器來(lái)實(shí)現(xiàn)CSI。這將大大降低系統(tǒng)的硬件復(fù)雜性、尺寸、重量和成本。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種新型的開繞組感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電機(jī)電流的質(zhì)量的改善，并且保證能夠在低速下運(yùn)行，提供全負(fù)載轉(zhuǎn)矩。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

本實(shí)用新型所提出的電路包括一個(gè)開繞組電機(jī)，兩個(gè)電流源逆變器CSI，一個(gè)電壓源逆變器VSI，一個(gè)保壓電容C；其中，電流源逆變器是由一個(gè)大直流環(huán)節(jié)電感L_cd與十二個(gè)晶閘管(SCR)組成，兩個(gè)電流源逆變器CSI并聯(lián)接于開繞組電機(jī)IM的一端；電壓源逆變器VSI由六個(gè)絕緣柵型雙極晶體管IGBT與六個(gè)二極管組成；電壓源逆變器的一側(cè)與開繞組電機(jī)IM的另一端相連后，另一側(cè)與保壓電容C相連。

進(jìn)一步地，用于給開繞組電機(jī)供電的雙逆變器結(jié)構(gòu)采用基于晶閘管SCR的電流源逆變器CSI以及與電壓源逆變器VSI。電壓源逆變器VSI可提供足夠的無(wú)功功率來(lái)實(shí)現(xiàn)CSI的負(fù)載換向。

進(jìn)一步地，兩個(gè)電流源逆變器CSI1,CSI2并聯(lián)相接，以移相30°方式運(yùn)行，構(gòu)成多電平CSI，形成多電平電流波形。

進(jìn)一步地，電壓源逆變器VSI與保壓電容C相連用，通過(guò)控制其電容充放電可控制無(wú)功功率的流動(dòng)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型電路具有的優(yōu)勢(shì)為：不需要單獨(dú)的控制策略來(lái)啟動(dòng)和低速運(yùn)行電機(jī)。因此，該驅(qū)動(dòng)器能夠在整個(gè)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)提供額定扭矩。多級(jí)配置通過(guò)引入冗余，降低了設(shè)備額定電流要求，提高了系統(tǒng)的可靠性。不需要單獨(dú)的直流電源來(lái)實(shí)現(xiàn)VSI，將大大降低系統(tǒng)的硬件復(fù)雜性、尺寸、重量和成本。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型摘要附圖。

圖2a-2i為電路一個(gè)時(shí)間周期內(nèi)的模態(tài)圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的描述。為了清楚和簡(jiǎn)明起見，省略了與本實(shí)用新型關(guān)系不大的其他細(xì)節(jié)。還需要說(shuō)明的一點(diǎn)是，以下若未有特別詳細(xì)說(shuō)明之過(guò)程或符號(hào)，均是本領(lǐng)域技術(shù)人員可參照現(xiàn)有技術(shù)理解或?qū)崿F(xiàn)的。

本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)如圖1所示，為了方便對(duì)此電路進(jìn)行分析，電路結(jié)構(gòu)中的器件均視為理想器件。

具體實(shí)施方案：