[實(shí)用新型]一種基于IGBT控電的無(wú)刷勵(lì)磁裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202222795721.9
• 申請(qǐng)日: 2022-10-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN218976587U
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-05-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吉磊;張李軍;魏蔓;王洋;唐煜程
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東方電氣自動(dòng)控制工程有限公司
• 主分類號(hào): H02P9/26
• 分類號(hào): H02P9/26;H02P9/36
• 代理公司: 成都天嘉專利事務(wù)所(普通合伙) 51211
• 代理人: 張新

本實(shí)用新型屬于無(wú)刷勵(lì)磁設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于IGBT控電的無(wú)刷勵(lì)磁裝置，包括數(shù)字主控板、IGBT驅(qū)動(dòng)板、三相不可控整流橋模塊、IGBT模塊、無(wú)刷勵(lì)磁機(jī)和濾波電容C1；三相不可控整流橋模塊的輸出端連接IGBT模塊，濾波電容C1接入三相不可控整流橋模塊與IGBT模塊之間；數(shù)字主控板通過(guò)IGBT驅(qū)動(dòng)板接入IGBT模塊，用于控制IGBT模塊對(duì)三直流電進(jìn)行斬波，以生成可控電壓的直流電，用于輸入無(wú)刷勵(lì)磁機(jī)的定子側(cè)以形成磁場(chǎng)。本技術(shù)方案的三相不可控整流橋模塊無(wú)需復(fù)雜的觸發(fā)電路，只需對(duì)IGBT模塊進(jìn)行控制即可，有效簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu)，對(duì)降低裝置生產(chǎn)成本和維護(hù)費(fèi)用具有重要作用。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于無(wú)刷勵(lì)磁設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于IGBT控電的無(wú)刷勵(lì)磁裝置。

背景技術(shù)

無(wú)刷交流發(fā)電機(jī)實(shí)際上是兩臺(tái)發(fā)電機(jī)構(gòu)成的，即一臺(tái)勵(lì)磁機(jī)和一臺(tái)主發(fā)電機(jī)。主發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組在轉(zhuǎn)子側(cè)、電樞繞組在定子側(cè)（將發(fā)出的電輸出）；勵(lì)磁機(jī)的電樞繞組在轉(zhuǎn)子側(cè)、勵(lì)磁繞組在定子側(cè)。

無(wú)刷交流發(fā)電機(jī)的工作原理是對(duì)勵(lì)磁機(jī)在定子上的勵(lì)磁繞組提供勵(lì)磁，勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子電樞繞組將發(fā)出交流電，經(jīng)過(guò)整流后在轉(zhuǎn)子向主發(fā)電機(jī)在轉(zhuǎn)子側(cè)的勵(lì)磁繞組供電，從而使主發(fā)電機(jī)在定子的電樞繞組感應(yīng)出所需的交流電來(lái)，這就是一般交流發(fā)電機(jī)的“無(wú)刷”工作原理。其中，“對(duì)勵(lì)磁機(jī)在定子上的勵(lì)磁繞組提供勵(lì)磁”的任務(wù)就是由無(wú)刷勵(lì)磁裝置完成的。

無(wú)刷勵(lì)磁裝置可以控制電流大小，從而影響對(duì)勵(lì)磁繞組提供勵(lì)磁的大小，達(dá)到控制發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓的目的。目前國(guó)內(nèi)的無(wú)刷勵(lì)磁裝置采用晶閘管整流技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)電流的控制。如圖1所示是晶閘管整流系統(tǒng)圖，晶閘管整流技術(shù)是一種成熟的整流技術(shù)，在大功率整流領(lǐng)域有很多應(yīng)用，但晶閘管是一種半控橋，其控制精度并不精準(zhǔn)。

對(duì)于上述問(wèn)題，現(xiàn)有技術(shù)中公開(kāi)號(hào)為CN214314992U的中國(guó)專利文獻(xiàn)，公開(kāi)了一種基于數(shù)字信號(hào)處理和全數(shù)字整流同步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁裝置，其也是采用了晶閘管整流技術(shù)，具體公開(kāi)了變壓器ZLB與晶閘管整流電路相連接，晶閘管整流電路與同步電動(dòng)機(jī)TD的轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組相連接，同步電動(dòng)機(jī)定子通過(guò)投勵(lì)環(huán)節(jié)和失步保護(hù)模塊與DSP勵(lì)磁控制器相連接，DSP勵(lì)磁控制器與晶閘管整流電路之間連接有脈沖觸發(fā)電路，DSP勵(lì)磁控制器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、A/D變換器和HMI界面相連接；晶閘管整流電路與同步電動(dòng)機(jī)之間連接有滅磁模塊。本實(shí)用新型調(diào)節(jié)精度高、穩(wěn)定性好、在線修改參數(shù)方便、具有多種調(diào)節(jié)控制規(guī)律選擇，啟動(dòng)過(guò)程中完全保持同步電動(dòng)機(jī)的固有特性。同步電動(dòng)機(jī)在停車或失步時(shí)，勵(lì)磁裝置采用滅磁模塊將滅磁電阻串入勵(lì)磁繞組回路，有效抑制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子感應(yīng)電壓確保進(jìn)入準(zhǔn)同步。該技術(shù)方案任然是采用的晶閘管整流，雖然采用了DSP勵(lì)磁控制器進(jìn)行控制，在一定程度上提高了調(diào)節(jié)精度（即控制精度），但由于晶閘管是一種半控橋，該技術(shù)方案并不能完全解決控制精度不精準(zhǔn)的問(wèn)題。

另外，晶閘管需要高電壓的序列脈沖才能觸發(fā)，而一個(gè)整流單元中存在多個(gè)晶閘管，為了達(dá)到觸發(fā)條件，所需要的控制觸發(fā)脈沖的電路單元都比較復(fù)雜，整體使得無(wú)刷勵(lì)磁裝置的結(jié)構(gòu)組成復(fù)雜，由此便會(huì)增加的生產(chǎn)成本和維護(hù)費(fèi)用。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中，無(wú)刷勵(lì)磁裝置采用晶閘管整流技術(shù)存在控制精度并不精準(zhǔn)以及控制觸發(fā)脈沖的電路復(fù)雜等問(wèn)題，提供一種基于IGBT控電的無(wú)刷勵(lì)磁裝置，采用IGBT配合三相不可控整流橋進(jìn)行整流控電，取代以前的晶閘管整流，并開(kāi)發(fā)一套適用于無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)的控制板卡，該控制板卡集成了控制IGBT所需的PWM信號(hào)，以及勵(lì)磁系統(tǒng)所需要的全部功能，對(duì)簡(jiǎn)化裝置結(jié)構(gòu)具有重要作用，并且該技術(shù)方案減少了裝置的體積，便于整體安裝。

本實(shí)用新型的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：