電機的實際轉速相應的降低,第一電機與第二電機的電磁轉矩隨之變小。此時,在第一 電機和第二電機的電磁轉矩小于最大轉矩范圍內的情況下,可以實現轉速的任意調節(jié),調 速范圍較寬廣。
[0099] 例如,也可以在不改變驅動第一電機的第一交流驅動電源的供電頻率心的情況 下,通過第二逆變單元調節(jié)驅動第二電機的第二交流驅動電源的頻率f 2,使f2升高或者降 低,第二電機的同步轉速ns2相應的增加或者減小,機械特性曲線相應的沿著y軸的正方向平 行上移或者沿著y軸的負方向平行下移,第一電機與第二電機的穩(wěn)定工作點隨之發(fā)生變化, 當第一電機和第二電機達到下一個平衡,穩(wěn)定運行時,在不考慮損耗的理想工況下,在此刻 的穩(wěn)定運行點,第一電機和第二電機的電磁轉矩的大小相等,方向相反;同時I nsl-n | = | n-ns21,第一電機和第二電機的實際轉速相應的增大或減小,電磁轉矩相應的增大或減小。此 時,在第一電機和第二電機的電磁轉矩小于最大轉矩的情況下,可以實現轉速的任意調節(jié), 調速范圍較寬廣。
[0100] 再例如,可以通過第一逆變單元和第二逆變單元同時調節(jié)心和5,此時,第一電機 和第二電機的同步轉速n sl、ns2將隨著第一交流驅動電源的頻率和第二交流電源的頻率心 的變化而變化,這樣,第一電機和第二電機的機械特性曲線將分別沿著y軸平行上移或下 移,第一電機與第二電機的穩(wěn)定工作點隨之發(fā)生變化,當第一電機和第二電機達到下一個 平衡,穩(wěn)定運行時,在不考慮損耗的理想工況下,在此時的穩(wěn)定工作點,第一電機和第二電 機的電磁轉矩的大小相等,方向相反;同時|n sl-n| = |n-ns2|,第一電機和第二電機的實際 轉速相應的增大或減小,電磁轉矩相應的增大或減小。此時,在第一電機和第二電機的電 磁轉矩小于最大轉矩的情況下,可以實現轉速的任意調節(jié),調速范圍較寬廣。
[0101] 進一步地,在上述情況下,還可以在通過第一逆變單元和第二逆變單元同時調節(jié) 心和5時,保證Af不變,這樣,第一電機和第二電機的同步轉速 nsl、ns2將隨著第一交流驅動 電源的頻率^和第二交流電源的頻率h的變化而變化,但是第一電機和第二電機的同步轉 速n sl、ns2的差值保持不變,第一電機和第二電機的機械特性曲線將整體沿著y軸平行上移 或下移,第一電機與第二電機的穩(wěn)定工作點隨之發(fā)生變化,當第一電機和第二電機達到下 一個平衡,穩(wěn)定運行時,第一電機與第二電機的穩(wěn)定工作點相應上移或下移,在不考慮損耗 的理想工況下,在此時的穩(wěn)定工作點,第一電機和第二電機的電磁轉矩的大小相等,方向相 反;同時| nsl-n | = | n-ns21,第一電機和第二電機的實際轉速相應的變化。在該種情形下,由 于A f不變,相應的電磁轉矩不變。這樣,在電機允許的轉速范圍內,可以實現轉速的任意調 節(jié),調速范圍更加寬廣。
[0102] 因此,本實用新型提供的交流變頻調速系統,通過調節(jié)所述第一交流驅動電源和/ 或所述第二交流驅動電源的供電頻率來調節(jié)所述第一電機的同步轉速n sl和/或所述第二電 機的同步轉速nS2,從而調節(jié)所述第一電機和所述第二電機的實際轉速n,|n si_n| = |n-nS2|。 可以在電磁轉矩處于最大轉矩的范圍內,通過調節(jié)第一電機和第二電機的供電頻率任意調 節(jié)電機的實際轉速,調速范圍較寬廣。
[0103] 進一步地,根據公式(16)和(17),當Af>〇,即時,Tel>0,第一電機運行第 一象限,即第一電機處于電動狀態(tài),此時,12<0,第二電機運行第二象限,即第二電機處于 發(fā)電狀態(tài)。
[0104] 相應地,當&€<〇,即&<5時,Tel<0,第一電機運行第二象限,即第一電機處于 發(fā)電狀態(tài),此時,T&X),第二電機運行第一象限,即第二電機處于電動狀態(tài)。
[0105] 例如,在圖2中,第一電機及第二電機啟動后,分別穩(wěn)定運行在A1點和A2點,此時A f>0,即fi>f2時,TeiX),第一電機運行第一象限,即第一電機處于電動狀態(tài),T(32<0,第二 電機運行第二象限,即第二電機處于發(fā)電狀態(tài)。
[0106] 在第一電機和第二電機分別穩(wěn)定運行在A1點,A2的情況下,通過第一逆變單元調 節(jié)驅動第一電機運行的第一交流驅動電源的頻率,使^逐漸減小,第二逆變單元改變驅動 第二電機運行的第二交流驅動電源的頻率f 2,使f2逐漸增大,使A f減小,并且最終第一電機 和第二電機達到平穩(wěn),穩(wěn)定運行時,使A f<0,結合圖2,在整個調速過程中,第一電機的機 械特性曲線將逐漸向下移動,并逐漸像第二象限延伸,相應地,第二電機的機械特性曲線將 逐漸向上移動,并向第一象限延伸,當第一電機和第二電機達到平穩(wěn),穩(wěn)定運行時,A f<〇, 相應的Tel<0,Te2>0,這樣,第一電機穩(wěn)定運行在第二象限,第一電機穩(wěn)定運行在第一象 限。
[0107] 此外,還可以通過第一逆變單元及第二逆變單元改變驅動第一電機運行的第一交 流驅動電源及驅動第二電機運行的第二交流驅動電源的供電相序,實現第一電機和第二電 機的正反轉,使第一電機和第二電機穩(wěn)定運行在第三象限或第四象限。例如,參照圖2,在第 一電機穩(wěn)定運行在第一象限及第二電機穩(wěn)定運行在第二象限的情況下,通過第一逆變單元 及第二逆變單元改變驅動第一電機運行的第一交流驅動電源及驅動第二電機運行的第二 交流驅動電源的供電相序,使得第一電機及第二電機反轉,轉速小于〇,第一電機運行在第 四象限,第二電機運行在第三象限。再例如,在第一電機穩(wěn)定運行在第二象限及第二電機穩(wěn) 定運行在第一象限的情況下,通過第一逆變單元及第二逆變單元改變驅動第一電機運行的 第一交流驅動電源及驅動第二電機運行的第二交流驅動電源的供電相序,使得第一電機及 第二電機反轉,轉速小于〇,第一電機運行在第三象限,第二電機運行在第四象限。
[0108] 因此,本實施例一提供的交流變頻調速系統能夠實現電機的四象限運行,并且調 速范圍較寬。
[0109] 本實用新型提供的交流變頻調速系統,包括:整流單元、第一逆變單元、第二逆變 單元、第一電機和第二電機;
[0110] 整流單元分別與第一逆變單元和第二逆變單元連接,第一逆變單元和第一電機連 接,第二逆變單元和第二電機連接,第一電機和第二電機同軸連接;
[0111] 整流單元用于將輸入的交流驅動電源轉換為直流驅動電源并分別輸入至第一逆 變單元和第二逆變單元;
[0112] 第一逆變單元用于將所述直流驅動電源轉換為驅動第一電機的第一交流驅動電 源,第二逆變單元用于將直流驅動電源轉換為驅動第二電機的第二交流驅動電源,第一交 流驅動電源和第二交流驅動電源的供電相序相同,所述第一交流驅動電源的供電頻率為 ,所述第二交流驅動電源的供電頻率為f2,通過調節(jié)第一交流驅動電源和/或所述第二交 流驅動電源的供電頻率來調節(jié)所述第一電機的同步轉速nsl和/或所述第二電機的同步轉速 ns2,從而調節(jié)所述第一電機和所述第二電機的實際轉速n,| nsl-n | = | n-ns21。由于是通過調 節(jié)供電頻率來進一步調節(jié)電機的轉速,因此,可以在最大轉矩范圍內任意調節(jié),使得電機的 轉速調節(jié)范圍更加寬廣。此外,通過調節(jié)第一交流驅動電源及第二交流驅動電源的供電相 序,還可以實現電機的正反轉,因此,也能夠實現電機的四象限運行。
[0113] 可選地,本實用新型實施例一提供的交流變頻調速系統,整流單元與第一逆變單 元和第二逆變單元之間還包括直流濾波單元6,直流濾波單元6用于濾除直流驅動電源中的 交流分量。
[0114] 直流濾波單元6主要包括電容和電感,整流單元1將輸入的交流驅動電源轉換為直 流驅動電源,此時的直流驅動電源為脈動直流驅動電源,經過直流濾波單元6后,直流濾波 單元6濾除直流驅動電源中的交流分量,使得直流驅動電源更加平滑。
[0115] 進一步地,本實用新型實施例一提供的交流變頻調速系統,第一逆變單元和第二 逆變單元之間直流共母線連接;
[0116] 當第一電機處于供電狀態(tài)時,第二電機處于發(fā)電狀態(tài),第二電機產生的電能通過 第二逆變單元和直流母線輸送至第一逆變單元;
[0117] 當第二電機處于供電狀態(tài)時,第一電機處于發(fā)電狀態(tài),第一電機產生的電能通過 第一逆變單元和直流母線輸送至所述第二逆變單元。
[0118] 基于上述分析,第一電機和第二電機的電磁轉矩始終大小相等,方向相反,即當第 一電機處于供電