專利名稱：一種新型的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種新型的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速裝置。
背景技術(shù)：
目前常用的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速裝置主要由整流橋和逆變單元構(gòu)成。如圖1所示的二象限開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速裝置，由整流橋和逆變單元構(gòu)成。三相交流電源通過(guò)整流橋和濾波電容濾波變成直流，再經(jīng)逆變單元變換后來(lái)驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)(SRM)運(yùn)行。由于電機(jī)制動(dòng)發(fā)電運(yùn)行時(shí)會(huì)導(dǎo)致母線電壓升高，而該裝置不具備制動(dòng)能量釋放裝置，因此該裝置只能驅(qū)動(dòng)電機(jī)做電動(dòng)運(yùn)行，即只能兩象限運(yùn)行，不能四象限運(yùn)行。在實(shí)際使用中，例如下運(yùn)皮帶運(yùn)輸機(jī)、提升機(jī)等，要求電機(jī)能夠長(zhǎng)期工作再制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，即發(fā)電運(yùn)行。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，在兩象限基礎(chǔ)上構(gòu)建的四象限運(yùn)行系統(tǒng)一般有兩種。第一種如圖2所示的帶制動(dòng)單元的四象限開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速裝置。該調(diào)速裝置在整流橋和逆變單元之間增加了制動(dòng)單元，當(dāng)逆變單元發(fā)驅(qū)動(dòng)電機(jī)制動(dòng)運(yùn)行時(shí)，發(fā)出的電能使母線電壓升高，制動(dòng)單元控制電路檢測(cè)到母線電壓升高后，發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，通過(guò)推動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)功率電路開(kāi)始工作，將母線上的能量釋放到制動(dòng)電阻上消耗掉。由于采用的是能耗制動(dòng)方式，發(fā)熱量大，系統(tǒng)效率低，這種系統(tǒng)不適合長(zhǎng)時(shí)間制動(dòng)發(fā)電運(yùn)行。第二種是如圖3所示的帶回饋單元的四象限開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速裝置，該調(diào)速裝置是在二象限開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速裝置的基礎(chǔ)上增加能量回饋單元。當(dāng)電機(jī)制動(dòng)運(yùn)行時(shí)，逆變單元驅(qū)動(dòng)電機(jī)發(fā)電運(yùn)行使母線電壓升高，能量回饋單元控制電路檢測(cè)到母線電壓升高后，發(fā)出回饋驅(qū)動(dòng)信號(hào)，通過(guò)推動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)功率電路開(kāi)始工作，將母線上的能量逆變回饋到電網(wǎng)，回饋電抗器對(duì)電流進(jìn)行濾波。這種系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了電機(jī)制動(dòng)能量回饋電網(wǎng)，解決了電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間制動(dòng)運(yùn)行的問(wèn)題，但是當(dāng)電網(wǎng)突然斷電時(shí)，回饋單元無(wú)法繼續(xù)將能量回饋電網(wǎng)，此時(shí)母線電壓升高，系統(tǒng)保護(hù)，電機(jī)從制動(dòng)運(yùn)行轉(zhuǎn)變?yōu)樽杂苫校诟咚贍顟B(tài)下極易造成下運(yùn)或提升系統(tǒng)失控溜車，危害設(shè)備、人員安全。可見(jiàn)上述的二象限開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速裝置和四象限開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速裝置均具有不足之處。為消除上述技術(shù)中存在的缺陷，本設(shè)計(jì)人積極加以研究和創(chuàng)設(shè)，以得到一種新型的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速裝置。

實(shí)用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種新型的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速裝置。本實(shí)用新型的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速裝置能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)突然斷電狀況下的制動(dòng)減速停機(jī)，防止電機(jī)斷電失控。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用了如下技術(shù)方案一種新型的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速裝置，包括回饋電抗器、回饋單元、逆變單元和制動(dòng)單元，其中回饋單元，通過(guò)回饋電抗器連接電網(wǎng)，進(jìn)行整流和能量回饋；[0008]逆變單元，連接電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)電動(dòng)或發(fā)電運(yùn)行；制動(dòng)單元，在電網(wǎng)斷電或回饋單元故障情況下對(duì)母線進(jìn)行能量釋放；其中回饋單元、制動(dòng)單元和逆變單元之間通過(guò)正負(fù)母線連接，正負(fù)母線間跨接有濾波電容。進(jìn)一步，所述回饋單元由回饋單元功率電路、推動(dòng)電路、控制電路和控制電源構(gòu)成，回饋單元功率電路采用絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)構(gòu)成橋式結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步，所述逆變單元由逆變單元功率電路、推動(dòng)電路、控制電路和控制電源構(gòu)成。進(jìn)一步，所述制動(dòng)單元由制動(dòng)電阻、制動(dòng)單元功率電路、推動(dòng)電路和控制電路構(gòu)成，制動(dòng)單元功率電路采用絕緣柵雙極型晶體管構(gòu)成，制動(dòng)單元功率電路的一端連接正母線，另一端通過(guò)制動(dòng)電阻連接負(fù)母線。進(jìn)一步，所述回饋電抗器電動(dòng)時(shí)降低諧波，制動(dòng)時(shí)對(duì)回饋電流進(jìn)行濾波。進(jìn)一步，所述回饋單元、制動(dòng)單元和逆變單元三個(gè)單元的各自的控制電源的供電取自直流母線、交流電源或儲(chǔ)能裝置。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果在于本實(shí)用新型的新型的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速裝置取消兩象限裝置中的整流橋，采用回饋單元替代，同時(shí)在正負(fù)母線上連接制動(dòng)單元。其中能量回饋單元通過(guò)回饋電抗器連接電網(wǎng)，兼顧整流橋和回饋功能，滿足電網(wǎng)正常情況下的電機(jī)電動(dòng)和制動(dòng)發(fā)電運(yùn)行工作，而制動(dòng)單元在電網(wǎng)突然斷電或回饋單元故障的情況下投入工作，此時(shí)逆變單元驅(qū)動(dòng)電機(jī)制動(dòng)減速停機(jī)產(chǎn)生的能量通過(guò)制動(dòng)電阻釋放掉。本實(shí)用新型調(diào)速裝置驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)四象限運(yùn)行，并且能夠?qū)崿F(xiàn)在電網(wǎng)斷電或回饋單元故障狀態(tài)下的制動(dòng)減速停機(jī)。有效解決了下運(yùn)或提升運(yùn)輸系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間發(fā)電運(yùn)行問(wèn)題，并實(shí)現(xiàn)斷電制動(dòng)減速停機(jī)，保障人員、設(shè)備安全。

圖1為現(xiàn)有的二象限開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速裝置的原理圖；圖2為現(xiàn)有的帶制動(dòng)單元的四象限開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速裝置的原理圖；圖3為現(xiàn)有的帶回饋單元的四象限開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速裝置的原理圖；圖4為本實(shí)用新型的新型的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速裝置的原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本實(shí)用新型的限定。圖4為本實(shí)用新型的新型的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速裝置的原理圖。如圖4所示，一種新型的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速裝置，包括回饋電抗器、回饋單元、逆變單元和制動(dòng)單元，其中，回饋單元，通過(guò)回饋電抗器連接電網(wǎng)，進(jìn)行整流和能量回饋；逆變單元，連接電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)電動(dòng)或發(fā)電運(yùn)行；制動(dòng)單元，在電網(wǎng)斷電或回饋單元故障情況下對(duì)母線進(jìn)行能量釋放；其中回饋單元、制動(dòng)單元和逆變單元之間通過(guò)正負(fù)母線連接，正負(fù)母線分別連接三個(gè)單元各自的功率電路，并且正負(fù)母線間跨接有濾波電容。[0024]回饋單元通過(guò)回饋電抗器連接電網(wǎng)，具備整流和回饋功能；逆變單元連接電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)電動(dòng)或發(fā)電運(yùn)行；制動(dòng)單元在電網(wǎng)斷電或回饋單元故障情況下可以對(duì)母線進(jìn)行能量釋放。本實(shí)用新型的調(diào)速裝置驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)四象限運(yùn)行，并且能夠?qū)崿F(xiàn)在電網(wǎng)斷電或回饋單元故障狀態(tài)下的制動(dòng)減速停機(jī)。下面分別進(jìn)行詳細(xì)介紹?；仞亞卧苫仞亞卧β孰娐贰⑼苿?dòng)電路、控制電路和控制電源構(gòu)成，回饋單元功率電路采用絕緣柵雙極型晶體管構(gòu)成橋式結(jié)構(gòu)，根據(jù)所接電源類型可以是單相或多相。電機(jī)電動(dòng)運(yùn)行時(shí)，與絕緣柵雙極型晶體管并聯(lián)的二極管起整流橋的作用；電機(jī)制動(dòng)運(yùn)行時(shí)，控制電路檢測(cè)到母線電壓升高，發(fā)出回饋驅(qū)動(dòng)信號(hào)，經(jīng)推動(dòng)電路變換后驅(qū)動(dòng)回饋單元功率電路工作，將母線上的直流電流按照進(jìn)線交流電網(wǎng)電壓相序逆變成交流電流回饋電網(wǎng)。逆變單元由逆變單元功率電路、推動(dòng)電路、控制電路和控制電源構(gòu)成，根據(jù)驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)類型逆變單元功率電路可以是單相或多相結(jié)構(gòu)。電機(jī)電動(dòng)運(yùn)行時(shí)，控制電路通過(guò)檢測(cè)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的定轉(zhuǎn)子相對(duì)位置產(chǎn)生電動(dòng)控制信號(hào)，在電機(jī)電感上升區(qū)間通過(guò)推動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)逆變單元功率電路對(duì)電機(jī)繞組供電，電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能；電機(jī)制動(dòng)運(yùn)行時(shí)，控制電路通過(guò)檢測(cè)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的定轉(zhuǎn)子相對(duì)位置產(chǎn)生制動(dòng)控制信號(hào)，在電機(jī)電感下降區(qū)間通過(guò)推動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)逆變單元功率電路對(duì)電機(jī)繞組勵(lì)磁，機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，逆變單元將電機(jī)發(fā)電轉(zhuǎn)換為直流電能向直流母線充電。制動(dòng)單元由制動(dòng)電阻、制動(dòng)單元功率電路、推動(dòng)電路、控制電路和控制電源構(gòu)成，制動(dòng)單元功率電路采用絕緣柵雙極型晶體管構(gòu)成，一端連接正母線，另一端通過(guò)制動(dòng)電阻連接負(fù)母線。當(dāng)控制電路檢測(cè)到母線電壓升高同時(shí)發(fā)生電源斷電或回饋單元故障時(shí)，產(chǎn)生制動(dòng)控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)絕緣柵雙極型晶體管導(dǎo)通，將母線上多余的能量消耗到制動(dòng)電阻上?；仞侂娍蛊髟陔姍C(jī)電動(dòng)運(yùn)行時(shí)起到降低諧波作用，在電機(jī)制動(dòng)運(yùn)行時(shí)對(duì)回饋電流進(jìn)行濾波?；仞亞卧?、制動(dòng)單元和逆變單元三個(gè)單元的各自的控制電源的供電可以取自直流母線或交流電源，或儲(chǔ)能裝置。以上實(shí)施例僅為本實(shí)用新型的示例性實(shí)施例，不用于限制本實(shí)用新型，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍由權(quán)利要求書(shū)限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)和保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)本實(shí)用新型做出各種修改或等同替換，這種修改或等同替換也應(yīng)視為落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種新型的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速裝置，其特征在于，包括回饋電抗器、回饋單元、逆變單元和制動(dòng)單元，其中回饋單元，通過(guò)回饋電抗器連接電網(wǎng)，進(jìn)行整流和能量回饋； 逆變單元，連接電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)電動(dòng)或發(fā)電運(yùn)行； 制動(dòng)單元，在電網(wǎng)斷電或回饋單元故障情況下對(duì)母線進(jìn)行能量釋放； 其中回饋單元、制動(dòng)單元和逆變單元之間通過(guò)正負(fù)母線連接，正負(fù)母線間跨接有濾波電容。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速裝置，其特征在于，所述回饋單元由回饋單元功率電路、推動(dòng)電路、控制電路和控制電源構(gòu)成，回饋單元功率電路采用絕緣柵雙極型晶體管構(gòu)成橋式結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速裝置，其特征在于，所述逆變單元由逆變單元功率電路、推動(dòng)電路、控制電路和控制電源構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速裝置，其特征在于，所述制動(dòng)單元由制動(dòng)電阻、制動(dòng)單元功率電路、推動(dòng)電路和控制電路構(gòu)成，制動(dòng)單元功率電路采用絕緣柵雙極型晶體管構(gòu)成，制動(dòng)單元功率電路的一端連接正母線，另一端通過(guò)制動(dòng)電阻連接負(fù)母線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速裝置，其特征在于，所述回饋電抗器電動(dòng)時(shí)降低諧波，制動(dòng)時(shí)對(duì)回饋電流進(jìn)行濾波。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速裝置，其特征在于，所述回饋單元、 制動(dòng)單元和逆變單元三個(gè)單元的各自的控制電源的供電取自直流母線、交流電源或儲(chǔ)能裝置。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種新型的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速裝置，包括回饋電抗器、回饋單元、逆變單元和制動(dòng)單元，其中，回饋單元，通過(guò)回饋電抗器連接電網(wǎng)，進(jìn)行整流和能量回饋；逆變單元，連接電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)電動(dòng)或發(fā)電運(yùn)行；制動(dòng)單元，在電網(wǎng)斷電或回饋單元故障情況下對(duì)母線進(jìn)行能量釋放；其中回饋單元、制動(dòng)單元和逆變單元之間通過(guò)正負(fù)母線連接，正負(fù)母線間跨接有濾波電容。本實(shí)用新型的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速裝置能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)突然斷電狀況下的制動(dòng)減速停機(jī)，防止電機(jī)斷電失控。
文檔編號(hào)H02P6/24GK202334414SQ20112043330
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月4日
發(fā)明者丁金龍 申請(qǐng)人:北京中紡銳力機(jī)電有限公司