專利名稱：高頻斬波式串極調(diào)速裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電力控制領(lǐng)域，具體涉及一種串極調(diào)速裝置。
背景技術(shù)：
由三相異步電機(jī)拖動(dòng)的風(fēng)機(jī)、水泵，以及其他工業(yè)設(shè)備，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)中應(yīng)用廣泛的生產(chǎn)設(shè)備，其耗電量占發(fā)電總量的40%以上。目前，大多數(shù)風(fēng)機(jī)、水泵都采用閥門或檔風(fēng)板來(lái)調(diào)節(jié)流量以滿足負(fù)荷變化的要求，或采用一些低效調(diào)速方法，浪費(fèi)電能嚴(yán)重。因而高效節(jié)能調(diào)速技術(shù)對(duì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展具有特別重要的意義。 在高效調(diào)速技術(shù)方面，有變頻調(diào)速和串級(jí)調(diào)速技術(shù)。它們的一個(gè)重要區(qū)別在于變流控制裝置的控制點(diǎn)不同。變頻技術(shù)控制電機(jī)的定子側(cè)，而串級(jí)調(diào)速控制電機(jī)的轉(zhuǎn)子側(cè)。變頻調(diào)速裝置需要承受供電電壓和控制電機(jī)的全部功率，因而在低壓，小容量電機(jī)上應(yīng)用廣泛，而在高壓大容量電機(jī)應(yīng)用上存在諸多問(wèn)題和困難。而串級(jí)調(diào)速裝置承受的是轉(zhuǎn)子回路低的電壓和較電機(jī)額定功率小的多的轉(zhuǎn)差功率，因而在高壓大容量電機(jī)調(diào)速上具有突出的優(yōu)勢(shì)。 串級(jí)調(diào)速作為異步電動(dòng)機(jī)十分經(jīng)典的調(diào)速方法之一，長(zhǎng)期以來(lái)人們進(jìn)行了大量研究與實(shí)踐。近年，隨著電力電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的應(yīng)用，串級(jí)調(diào)速技術(shù)產(chǎn)生飛躍的發(fā)展，在高壓大中型電動(dòng)機(jī)節(jié)能調(diào)速應(yīng)用方面以其控制電壓低、控制功率小，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，節(jié)電率高而展現(xiàn)出光明的應(yīng)用前景。 傳統(tǒng)串級(jí)調(diào)速是將電機(jī)的轉(zhuǎn)子回路通過(guò)串級(jí)調(diào)速控制裝置及逆變變壓器與電網(wǎng)連接。為了便于在轉(zhuǎn)子回路中串入合適的附加電勢(shì)，往往將轉(zhuǎn)子交流整流成直流，在直流回路中串入可變直流電勢(shì)來(lái)實(shí)現(xiàn)。裝置將轉(zhuǎn)子三相交流整流成直流并平波后，由有源逆變器提供串入的直流反電勢(shì)同時(shí)將轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)差功率再逆變?yōu)楣ゎl交流，通過(guò)逆變變壓器回饋至電網(wǎng)吸收。等效電勢(shì)大小的調(diào)節(jié)是通過(guò)調(diào)整逆變器的逆變角(移相觸發(fā))來(lái)實(shí)現(xiàn)的。[0006] 由于傳統(tǒng)串級(jí)調(diào)速是通過(guò)調(diào)整逆變器的逆變角(移相觸發(fā))來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)等效反電勢(shì)的調(diào)節(jié)的。這種移相觸發(fā)的方法存在著功率因數(shù)低及可靠性差的缺點(diǎn)?，F(xiàn)代串級(jí)調(diào)速則把逆變角固定下來(lái)并設(shè)在最小值，產(chǎn)生一恒定的附加直流反電勢(shì)，等效電勢(shì)大小的調(diào)節(jié)由斬波器來(lái)完成。通過(guò)調(diào)節(jié)斬波器導(dǎo)通時(shí)間與斬波周期的比率(即占空比或P麗調(diào)制脈寬)，來(lái)改變串入轉(zhuǎn)子回路的等效電勢(shì)的大小，從而改變轉(zhuǎn)子電流和轉(zhuǎn)差率，達(dá)到調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。當(dāng)使用逆變變壓器將轉(zhuǎn)差功率吸收并回饋至電網(wǎng)時(shí)，稱為外反饋式串級(jí)調(diào)速。[0007] 現(xiàn)有的串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)中需要用到大量的電力電子器件，這些電力電力電子器件在使用中會(huì)產(chǎn)生大量的熱。電力電子器件在使用中產(chǎn)生的熱量會(huì)影響電力電子器件的工作性能，并會(huì)增加電力電子器件的故障率。另外現(xiàn)有的串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)仍然存在結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜、性能不夠穩(wěn)定的問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于，提供高頻斬波式串極調(diào)速裝置，具有啟動(dòng)時(shí)電網(wǎng)波動(dòng)小、承載功率大、散熱能力強(qiáng)、性能穩(wěn)定等特點(diǎn)。 本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問(wèn)題可以采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn) 高頻斬波式串極調(diào)速裝置，包括啟動(dòng)系統(tǒng)、整流系統(tǒng)、斬波系統(tǒng)、逆變系統(tǒng)、控制系統(tǒng)，所述整流系統(tǒng)包括有序連接的整流元件，所述斬波系統(tǒng)包括有序連接的斬波元件，其特征在于，還包括一用于反饋所控制的電機(jī)轉(zhuǎn)速信息的反饋系統(tǒng)； 所述控制系統(tǒng)，還包括一根據(jù)反饋系統(tǒng)反饋的信息進(jìn)行整體協(xié)調(diào)的系統(tǒng)調(diào)整模塊； 所述啟動(dòng)系統(tǒng)設(shè)有一在啟動(dòng)過(guò)程中適時(shí)切換輸入電流的電流逐級(jí)切換模塊，所述系統(tǒng)調(diào)整模塊連接所述電流逐級(jí)切換模塊。 上述設(shè)計(jì)中，所控制的電機(jī)的轉(zhuǎn)速信息，適時(shí)的通過(guò)反饋系統(tǒng)傳送到所述系統(tǒng)調(diào)整模塊，系統(tǒng)調(diào)整模塊根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)速信息，適時(shí)的調(diào)整系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)整體協(xié)調(diào)，保證系統(tǒng)處于良好的工作狀態(tài)。 另夕卜，電機(jī)啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電壓波動(dòng)對(duì)電網(wǎng)沖擊較大。本實(shí)用新型中，在電機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)反饋系統(tǒng)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速適時(shí)監(jiān)控，系統(tǒng)調(diào)整模塊根據(jù)監(jiān)控信息，通過(guò)電流逐級(jí)切換模塊調(diào)整電流的輸入情況，以實(shí)現(xiàn)所控制的電機(jī)穩(wěn)定、快速啟動(dòng)，并且減小對(duì)電網(wǎng)沖擊。[0015] 所述整流系統(tǒng)還包括一整流系統(tǒng)冷卻風(fēng)道，所述整流系統(tǒng)冷卻風(fēng)道的上底面與下底面分別設(shè)有與外界聯(lián)通的開口 ，上底面裝有促使空氣流動(dòng)的風(fēng)扇，所述整流元件位于所述整流系統(tǒng)冷卻風(fēng)道內(nèi)。通過(guò)流動(dòng)的空氣強(qiáng)迫制冷，促使所述整流元件工作在溫度較低的狀態(tài)，以保證整流元件的工作性能穩(wěn)定，并降低整流元件的故障率。同時(shí)有助于提高承載功率。 所述斬波系統(tǒng)還包括一斬波系統(tǒng)冷卻風(fēng)道，所述斬波系統(tǒng)冷卻風(fēng)道的上底面與下底面分別設(shè)有與外界聯(lián)通的開口 ，上底面裝有促使空氣流動(dòng)的風(fēng)扇，所述斬波元件位于所述斬波系統(tǒng)冷卻風(fēng)道內(nèi)。通過(guò)流動(dòng)的空氣強(qiáng)迫制冷，促使所述斬波元件工作在溫度較低的狀態(tài)，以保證斬波元件的工作性能穩(wěn)定，并降低斬波元件的故障率。同時(shí)有助于提高承載功率。 由上述技術(shù)內(nèi)容可見，本實(shí)用新型具有啟動(dòng)時(shí)電網(wǎng)波動(dòng)小、承載功率大、散熱能力強(qiáng)、性能穩(wěn)定等特點(diǎn)。

圖1為本實(shí)用新型的電路原理結(jié)構(gòu)示意圖；[0019] 圖2為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。 參照?qǐng)Dl，高頻斬波式串極調(diào)速裝置，包括整流系統(tǒng)1、斬波系統(tǒng)2、逆變系統(tǒng)3、控制系統(tǒng)4、啟動(dòng)系統(tǒng)5。整流系統(tǒng)1包括有序連接的整流元件，斬波系統(tǒng)2包括有序連接的斬波元件。高頻斬波式串極調(diào)速裝置，還包括一用于反饋所控制的電機(jī)6轉(zhuǎn)速信息的反饋系統(tǒng)7?？刂葡到y(tǒng)4還包括一根據(jù)反饋系統(tǒng)反饋的信息進(jìn)行整體協(xié)調(diào)的系統(tǒng)調(diào)整模塊41。啟動(dòng)系統(tǒng)5設(shè)有一在啟動(dòng)過(guò)程中適時(shí)切換輸入電流的電流逐級(jí)切換模塊51，系統(tǒng)調(diào)整模塊41連接所述電流逐級(jí)切換模塊51。 所控制的電機(jī)6的轉(zhuǎn)速信息，適時(shí)的通過(guò)反饋系統(tǒng)7傳送到系統(tǒng)調(diào)整模塊41，系統(tǒng)調(diào)整模塊41根據(jù)電機(jī)6的轉(zhuǎn)速信息，適時(shí)的調(diào)整系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)整體協(xié)調(diào)，保證系統(tǒng)處于良好的工作狀態(tài)。 另外，電機(jī)6啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電壓波動(dòng)對(duì)電網(wǎng)沖擊較大。本實(shí)用新型中，在電機(jī)6啟動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)反饋系統(tǒng)7對(duì)電機(jī)6轉(zhuǎn)速適時(shí)監(jiān)控，系統(tǒng)調(diào)整模塊41根據(jù)監(jiān)控信息，通過(guò)電流逐級(jí)切換模塊51調(diào)整電流的輸入情況，以實(shí)現(xiàn)所控制的電機(jī)6穩(wěn)定、快速啟動(dòng)，并且減小對(duì)電網(wǎng)沖擊。 參照?qǐng)D2，整流系統(tǒng)1還包括一整流系統(tǒng)冷卻風(fēng)道11，整流系統(tǒng)冷卻風(fēng)道11的上底面與下底面分別設(shè)有與外界聯(lián)通的開口，上底面裝有促使空氣流動(dòng)的風(fēng)扇12。整流元件位于整流系統(tǒng)冷卻風(fēng)道ll內(nèi)。通過(guò)流動(dòng)的空氣強(qiáng)迫制冷，促使所述整流元件工作在溫度較低的狀態(tài)，以保證整流元件的工作性能穩(wěn)定，并降低整流元件的故障率。[0025] 斬波系統(tǒng)2還包括一斬波系統(tǒng)冷卻風(fēng)道21 ，斬波系統(tǒng)冷卻風(fēng)道21的上底面與下底面分別設(shè)有與外界聯(lián)通的開口，上底面裝有促使空氣流動(dòng)的風(fēng)扇22。斬波元件位于斬波系統(tǒng)冷卻風(fēng)道21內(nèi)。通過(guò)流動(dòng)的空氣強(qiáng)迫制冷，促使所述斬波元件工作在溫度較低的狀態(tài)，以保證斬波元件的工作性能穩(wěn)定，并降低斬波元件的故障率。 以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求高頻斬波式串極調(diào)速裝置，包括啟動(dòng)系統(tǒng)、整流系統(tǒng)、斬波系統(tǒng)、逆變系統(tǒng)、控制系統(tǒng)，所述整流系統(tǒng)包括有序連接的整流元件，所述斬波系統(tǒng)包括有序連接的斬波元件，其特征在于，還包括一用于反饋所控制的電機(jī)轉(zhuǎn)速信息的反饋系統(tǒng)；所述控制系統(tǒng)，還包括一根據(jù)反饋系統(tǒng)反饋的信息進(jìn)行整體協(xié)調(diào)的系統(tǒng)調(diào)整模塊；所述啟動(dòng)系統(tǒng)設(shè)有一在啟動(dòng)過(guò)程中適時(shí)切換輸入電流的電流逐級(jí)切換模塊，所述系統(tǒng)調(diào)整模塊連接所述電流逐級(jí)切換模塊。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻斬波式串極調(diào)速裝置，其特征在于所述整流系統(tǒng)還包括一整流系統(tǒng)冷卻風(fēng)道，所述整流系統(tǒng)冷卻風(fēng)道的上底面與下底面分別設(shè)有與外界聯(lián)通的開口 ，上底面裝有促使空氣流動(dòng)的風(fēng)扇，所述整流元件位于所述整流系統(tǒng)冷卻風(fēng)道內(nèi)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高頻斬波式串極調(diào)速裝置，其特征在于所述斬波系統(tǒng)還包括一斬波系統(tǒng)冷卻風(fēng)道，所述斬波系統(tǒng)冷卻風(fēng)道的上底面與下底面分別設(shè)有與外界聯(lián)通的開口 ，上底面裝有促使空氣流動(dòng)的風(fēng)扇，所述斬波元件位于所述斬波系統(tǒng)冷卻風(fēng)道內(nèi)。
專利摘要高頻斬波式串極調(diào)速裝置涉及一種串極調(diào)速裝置。包括啟動(dòng)系統(tǒng)、整流系統(tǒng)、斬波系統(tǒng)、逆變系統(tǒng)、控制系統(tǒng)。整流系統(tǒng)包括有整流元件，斬波系統(tǒng)包括斬波元件。還包括一用于反饋所控制的電機(jī)轉(zhuǎn)速信息的反饋系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)，還包括系統(tǒng)調(diào)整模塊。啟動(dòng)系統(tǒng)設(shè)有一在啟動(dòng)過(guò)程中適時(shí)切換輸入電流的電流逐級(jí)切換模塊，系統(tǒng)調(diào)整模塊連接所述電流逐級(jí)切換模塊。所述斬波系統(tǒng)還包括一斬波系統(tǒng)冷卻風(fēng)道，斬波系統(tǒng)冷卻風(fēng)道的上底面與下底面分別設(shè)有與外界聯(lián)通的開口，上底面裝有促使空氣流動(dòng)的風(fēng)扇，斬波元件位于斬波系統(tǒng)冷卻風(fēng)道內(nèi)。本實(shí)用新型具有啟動(dòng)時(shí)電網(wǎng)波動(dòng)小、承載功率大、散熱能力強(qiáng)、性能穩(wěn)定等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02P25/16GK201490965SQ200920208200
公開日2010年5月26日 申請(qǐng)日期2009年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月21日
發(fā)明者湯鳳華 申請(qǐng)人:上海南泰整流器有限公司