可柔性運(yùn)行的冗余型無刷雙饋電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無刷雙饋電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，特別涉及一種可柔性運(yùn)行的冗余型無刷雙饋電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]由于無刷雙饋電機(jī)不存在電刷和滑環(huán)的維護(hù)問題，使得其工作壽命遠(yuǎn)比與其配套的三相全控型PWM變流器工作壽命長(zhǎng)。但是，一旦變流器中某一功率器件發(fā)生故障，系統(tǒng)必然發(fā)生突發(fā)性停機(jī)，將導(dǎo)致巨大的經(jīng)濟(jì)損失，很難實(shí)現(xiàn)調(diào)速系統(tǒng)的高可靠性運(yùn)行。
[0003]目前，采用4個(gè)三相PWM整流器構(gòu)成冗余型四象限無刷雙饋電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，相對(duì)提高了可靠性，但是在成本上有顯著的增加，這不利于推動(dòng)無刷雙饋電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)在中高壓交流調(diào)速領(lǐng)域的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種可柔性運(yùn)行的冗余型無刷雙饋電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，通過采用三相全控型PWM變流器、三相不可控整流器、交流開關(guān)和直流開關(guān)構(gòu)成的具有冗余結(jié)構(gòu)的變流裝置，實(shí)現(xiàn)無刷雙饋電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的高可靠性運(yùn)行并具有顯著的成本優(yōu)勢(shì)，有助于推動(dòng)無刷雙饋電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)在中高壓交流調(diào)速領(lǐng)域的應(yīng)用。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明可柔性運(yùn)行的冗余型無刷雙饋電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，包括三相交流電網(wǎng)、無刷雙饋電機(jī)及與該無刷雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)軸相連的機(jī)械負(fù)載、第一三相全控型PWM變流器、三相不可控整流器和直流母線電容以及一主控制器，其中:
[0006]無刷雙饋電機(jī)的功率繞組和三相變壓器的原邊分別與三相交流電網(wǎng)相連，三相變壓器的副邊與三相不可控整流器的交流側(cè)相連，三相不可控整流器的直流側(cè)與第一三相全控型PWM變流器的直流側(cè)相連，直流母線電容與第一三相全控型PWM變流器的直流側(cè)并聯(lián)，第一三相全控型PWM變流器與主控制器相連；還包括第二三相全控型PWM變流器、四個(gè)交流開關(guān)和直流開關(guān)，其中:所述第一交流開關(guān)的輸入側(cè)和第二交流開關(guān)的輸入側(cè)分別與無刷雙饋電機(jī)的控制繞組相連，第一交流開關(guān)的輸出側(cè)與第一三相全控型PWM變流器的交流側(cè)相連，第二交流開關(guān)的輸出側(cè)與第二三相全控型PWM變流器的交流側(cè)相連，第二三相全控型PWM變流器的直流側(cè)與直流母線電容并聯(lián)；直流開關(guān)的輸入側(cè)與三相不可控整流器的直流側(cè)相連，直流開關(guān)的輸出側(cè)與直流母線電容并聯(lián)；第三交流開關(guān)和第四交流開關(guān)的輸入側(cè)與三相變壓器的副邊相連，第三交流開關(guān)的輸出側(cè)與第二三相全控型PWM變流器的交流側(cè)相連，第四交流開關(guān)的輸出側(cè)與三相不可控整流器的交流側(cè)與相連；第二三相全控型PWM變流器、四個(gè)交流開關(guān)和直流開關(guān)分別與主控制器相連，所述主控制器通過通訊端口控制四個(gè)交流開關(guān)和直流開關(guān)及各變流器的運(yùn)行。
[0007]本發(fā)明可柔性運(yùn)行的冗余型無刷雙饋電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，其中所述調(diào)速系統(tǒng)運(yùn)行在四象限狀態(tài)時(shí)，由三相全控型PWM變流器、直流母線電容和三相全控型PWM變流器形成背靠背式PWM變流裝置。
[0008]本發(fā)明可柔性運(yùn)行的冗余型無刷雙饋電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，其中所述三相交流電壓與三相不可控整流器、第一三相全控型PWM變流器和第二三相全控型PWM變流器的電壓相匹配時(shí)，第三、四交流開關(guān)的輸入側(cè)直接與三相交流電網(wǎng)相連。
[0009]本發(fā)明可柔性運(yùn)行的冗余型無刷雙饋電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:通過采用三相全控型PWM變流器、三相不可控整流器、交流開關(guān)和直流開關(guān)構(gòu)成的具有冗余結(jié)構(gòu)的變流裝置，實(shí)現(xiàn)了無刷雙饋電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的高可靠性運(yùn)行并具有顯著的成本優(yōu)勢(shì)，有助于推動(dòng)無刷雙饋電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)在中高壓交流調(diào)速領(lǐng)域的應(yīng)用。
[0010]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明可柔性運(yùn)行的冗余型無刷雙饋電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)主回路的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]本發(fā)明提供一種可平滑切換的冗余型四象限無刷雙饋電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及控制體系，通過設(shè)計(jì)具有冗余結(jié)構(gòu)的變流裝置，實(shí)現(xiàn)無刷雙饋電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的高可靠性運(yùn)行。
[0013]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。按照?qǐng)D1連接方式形成一種可柔性運(yùn)行的冗余型無刷雙饋電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，主要包括無刷雙饋電機(jī)、互為備份的三相全控型PWM變流器、三相不可控整流器及用于控制三個(gè)變流器通斷的開關(guān)。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0014]參照?qǐng)D1，本發(fā)明提供一種可柔性運(yùn)行的冗余型無刷雙饋電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，包括三相交流電網(wǎng)、無刷雙饋電機(jī)及與該無刷雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)軸相連的機(jī)械負(fù)載、第一三相全控型PWM變流器1、第二三相全控型PWM變流器2、三相不可控整流器3、四個(gè)交流開關(guān)4、5、6、8、直流開關(guān)7和直流母線電容9以及一主控制器(圖1為主回路結(jié)構(gòu)，其中未示主控制器)。其中:
[0015]無刷雙饋電機(jī)的功率繞組和三相變壓器10的原邊分別與三相交流電網(wǎng)相連。
[0016]第一交流開關(guān)4的輸入側(cè)和第二交流開關(guān)5的輸入側(cè)分別與無刷雙饋電機(jī)的控制繞組相連，第一交流開關(guān)4的輸出側(cè)與第一三相全控型PWM變流器1的交流側(cè)相連，第二交流開關(guān)5的輸出側(cè)與第二三相全控型PWM變流器2的交流側(cè)相連。
[0017]第二三相全控型PWM變流器2的直流側(cè)與直流母線電容9并聯(lián)，直流開關(guān)7的輸入側(cè)與三相不可控整流器3的直流側(cè)相連，直流開關(guān)7的輸出側(cè)與直流母線電容9并聯(lián)。
[0018]第三交流開關(guān)6和第四交流開關(guān)8的輸入側(cè)與三相變壓器10的副邊相連，第三交流開關(guān)6的輸出側(cè)與第二三相全控型PWM變流器2的交流側(cè)相連，第四交流開關(guān)8的輸出側(cè)與三相不可控整流器3的交流側(cè)與相連。
[0019]第一三相全控型PWM變流器1、第二三相全控型PWM變流器2、四個(gè)交流開關(guān)4、5、
6、8和直流開關(guān)7分別與主控制器相連，主控制器通過通訊端口控制四個(gè)交流開關(guān)4、5、6、8和直流開關(guān)7及各變流器的運(yùn)行。
[0020]以下進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明實(shí)施例的具體工作情況。
[0021]當(dāng)調(diào)速系統(tǒng)正常工作時(shí)，三相不可控整流器3、直流母線電容9和第一三相全控型PWM變流器1投入運(yùn)行，此時(shí)第四交流開關(guān)8、直流開關(guān)7和第一交流開關(guān)4閉合，第二交流開關(guān)5和第三交流開關(guān)6斷開。
[0022]當(dāng)?shù)谝蝗嗳匦蚉WM變流器1發(fā)生故障退出運(yùn)行時(shí)，由處于冗余狀態(tài)的第二三相全控型PWM變流器2投入運(yùn)行，此時(shí)第四交流開關(guān)8、直流開關(guān)7和第二交流開關(guān)5閉合，第一交流開關(guān)4和第三交流開關(guān)6斷開。
[0023]調(diào)速系統(tǒng)運(yùn)行在四象限狀態(tài)時(shí)，由第一三相全控型PWM變流器1、直流母線電容9和第二三相全控型PWM變流器2形成背靠背式PWM變流裝置。
[0024]在三相交流電壓與三相不可控整流器3、第一三相全控型PWM變流器1和第二三相全控型PWM變流器2的電壓相匹配時(shí)，第三、四交流開關(guān)6、8的輸入側(cè)可以直接與三相交流電網(wǎng)相連。
[0025]上面所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)方案前提下，本領(lǐng)域中普通工程技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做出的各種變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍，本發(fā)明請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)內(nèi)容，已經(jīng)全部記載在權(quán)利要求書中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可柔性運(yùn)行的冗余型無刷雙饋電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，包括三相交流電網(wǎng)、無刷雙饋電機(jī)及與該無刷雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)軸相連的機(jī)械負(fù)載、第一三相全控型PWM變流器(1)、三相不可控整流器(3)和直流母線電容(9)以及一主控制器，其中:所述無刷雙饋電機(jī)的功率繞組和三相變壓器(10)的原邊分別與所述三相交流電網(wǎng)相連，所述三相變壓器(10)的副邊與所述三相不可控整流器(3)的交流側(cè)相連，所述三相不可控整流器(3)的直流側(cè)與所述第一三相全控型PWM變流器(1)的直流側(cè)相連，所述直流母線電容(9)與所述第一三相全控型PWM變流器(1)的直流側(cè)并聯(lián)，所述第一三相全控型PWM變流器(1)與所述主控制器相連；其特征在于:還包括第二三相全控型PWM變流器(2)、四個(gè)交流開關(guān)(4、5、6、8)和直流開關(guān)(7)，其中:所述第一交流開關(guān)(4)的輸入側(cè)和第二交流開關(guān)(5)的輸入側(cè)分別與所述無刷雙饋電機(jī)的控制繞組相連，所述第一交流開關(guān)⑷的輸出側(cè)與所述第一三相全控型PWM變流器(1)的交流側(cè)相連，所述第二交流開關(guān)(5)的輸出側(cè)與所述第二三相全控型PWM變流器(2)的交流側(cè)相連，所述第二三相全控型PWM變流器(2)的直流側(cè)與所述直流母線電容(9)并聯(lián)，所述直流開關(guān)(7)的輸入側(cè)與所述三相不可控整流器(3)的直流側(cè)相連，所述直流開關(guān)(7)的輸出側(cè)與所述直流母線電容(9)并聯(lián)，所述第三交流開關(guān)(6)和第四交流開關(guān)(8)的輸入側(cè)與所述三相變壓器(10)的副邊相連，所述第三交流開關(guān)(6)的輸出側(cè)與所述第二三相全控型PWM變流器(2)的交流側(cè)相連，所述第四交流開關(guān)(8)的輸出側(cè)與所述三相不可控整流器(3)的交流側(cè)與相連；所述第二三相全控型PWM變流器(2)、四個(gè)交流開關(guān)(4、5、6、8)和直流開關(guān)(7)分別與所述主控制器相連，所述主控制器通過通訊端口控制四個(gè)交流開關(guān)(4、5、6、8)和直流開關(guān)(7)及各變流器的運(yùn)行。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可柔性運(yùn)行的冗余型無刷雙饋電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，其特征在于:其中所述調(diào)速系統(tǒng)運(yùn)行在四象限狀態(tài)時(shí)，由所述三相全控型PWM變流器(1)、直流母線電容(9)和三相全控型PWM變流器(2)形成背靠背式PWM變流裝置。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可柔性運(yùn)行的冗余型無刷雙饋電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，其特征在于:其中所述三相交流電壓與所述三相不可控整流器(3)、第一三相全控型PWM變流器(1)和所述第二三相全控型PWM變流器(2)的電壓相匹配時(shí)，所述第三、四交流開關(guān)(6、8)的輸入側(cè)直接與所述三相交流電網(wǎng)相連。
【專利摘要】本發(fā)明提供的可柔性運(yùn)行的冗余型無刷雙饋電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，包括三相交流電網(wǎng)、無刷雙饋電機(jī)及與該無刷雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)軸相連的機(jī)械負(fù)載、第一三相全控型PWM變流器、第二三相全控型PWM變流器、三相不可控整流器、四個(gè)交流開關(guān)、直流開關(guān)和直流母線電容以及一主控制器。本發(fā)明可柔性運(yùn)行的冗余型無刷雙饋電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的有益效果是：通過采用三相全控型PWM變流器、三相不可控整流器、交流開關(guān)和直流開關(guān)構(gòu)成的具有冗余結(jié)構(gòu)的變流裝置，實(shí)現(xiàn)了無刷雙饋電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的高可靠性運(yùn)行并具有顯著的成本優(yōu)勢(shì)，有助于推動(dòng)無刷雙饋電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)在中高壓交流調(diào)速領(lǐng)域的應(yīng)用。
【IPC分類】H02P29/02, H02P6/08
【公開號(hào)】CN105322840
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510808905
【發(fā)明人】馬小亮, 張淼, 楊華
【申請(qǐng)人】廣東上水能源科技有限公司
【公開日】2016年2月10日
【申請(qǐng)日】2015年11月19日