CN2511044Y

CN2511044Y - 电流型斩波内反馈电机调速控制装置

Info

Publication number: CN2511044Y
Application number: CN 01274049
Authority: CN
Inventors: 郑国民; 葛运周; 李庆生
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-11-18
Filing date: 2001-11-18
Publication date: 2002-09-11
Anticipated expiration: 2011-11-18

Abstract

本实用新型公开了一种电流型斩波内反馈电机调速控制装置,它去掉了桥式关断电路,将叉相斩波电路改进为具有自关断能力的集成门极换相晶闸管IGCT斩波电路,采用DRC嵌位吸收及对斩波电路采用R3C3阻容电路和高能压敏电阻RVG1双重吸收,快速二极管D3、D4串联逆向阻断,在快速二极管D3、D4上增加动、静态均压及高能压敏电阻RVG2及阻容电路R4C4双重吸收,采用2C、L2缓冲,斩波逆阻功率单元采用上、下四个风机组成的双面风冷***。本实用新型具有调速范围大,操作安全可靠,控制功率小,效率高,可靠性高,斩波频率成倍提高,平波电抗器体积大大减小,吸收良好,限压准确。采用双面风冷,改善了功率器件的工作环境。

Description

电流型斩波内反馈电机调速控制装置

一、所属技术领域：

本实用新型属于内反馈电机调速***，尤其属于电流型斩波式内反馈电机调速控制装置。

二、背景技术：

现有的斩波式内反馈电机调速控制装置的转子主回路主要结构为：起动电路、三相整流电路、平波电抗器、晶闸管叉相斩波电路、桥式晶闸管关断电路、逆阻缓冲电路、三相有源逆变电路。斩波工作频率为600Hz。该结构的主要缺点：由于采用无自关断能力的晶闸管作为主斩波器件，为使其关断，必须增设由4只晶闸管和1只关断电容组成的桥式关断电路。通过桥对臂晶闸管的交替同时导通，对关断电容反复充电以控制斩波电流，使已导通的主斩波晶闸管阳极电流瞬间降低到维持电流以下而关断。由于关断电容在工作中与主斩波晶闸管为并联关系，产生的固定附加占空比(可高达15％-20％)不容忽视，它使电机调速范围缩小，有时不能满足工况需要。且关断电路工作可靠性低，常出现主斩波晶闸管关不断而永久失波致使调速失败。同时，晶闸管斩波时出现的尖峰过电压，常导致桥式关断晶闸管和主斩波晶闸管损坏使设备无法正常运行。且单面风冷，不能使功率器件迅速降温，导致其温度过高而降低使用寿命。

三、发明内容：

本实用新型所要解决的技术问题是：解决现有技术关断可靠性差、电机调速范围小等问题，提供一种靠斩波电路自身关断、调速范围大的自关断斩波内反馈电机调速控制装置。

为解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案是：电流型斩波内反馈电机调速控制装置，它包括柜体、风冷***、转子主回路、继电控制电路、微电子控制电路。转子主回路包括起动电路、三相整流电路、电抗器L1、逆阻缓冲电路、三相有源逆变电路，其特征是所述转子主回路还包括自关断斩波电路，自关断斩波电路是由集成门极换相晶闸管IGCT及IGCT的嵌位吸收电路DRC组成，集成门极换相晶闸管IGCT的阳极通过电抗器LK连接到所述电抗器L1的2端，阴极连接到三相整流电路的负极输出端3，嵌位吸收电路DRC是由快速二极管D1、D2和电阻R1、R2及电容C1、C2组成，快速二极管D1与电阻R1并联后与中频电容C1串联，快速二极管D2与电阻R2并联后与中频电容C2串联，快速二极管D1与D2的阳极都连接到集成门极换相晶闸管IGCT的阳极，中频电容C1与C2的另一端连接到三相整流电路的负极输出端3，主回路的阻容吸收中频电容C3和电阻R3串联再与高能压敏电阻RVG1并联后，一端连接到所述电抗器L1的2端，另一端连接到三相整流电路的负极输出端3；所述的逆阻缓冲电路包括两个快速二极管D3和D4，快速二极管D3的阳极连接到电抗器L1的2端，快速二极管D3并联静态均压电阻R5和并联由电阻R7、中频电容C5串联组成的动态均压电阻后，与快速二极管D4并联静态均压电阻R6和并联由电阻R8、中频电容C6串联组成的动态均压电阻后串联；高能压敏电阻RVG2与由电阻R4、中频电容C4串联组成的吸收电路并联后，一端连接在快速二极管D3的阳极，另一端连接在快速二极管D4的阴极；中频电容2C一端连接在快速二极管D4的阴极，另一端连接三相整流电路的负极输出端3；电抗器L2的一端连接快速二极管D4的阴极，另一端连接到三相桥式有源逆变电路的共阳极端4；所述的风冷***为柜体内功率单元上面放置的两台向上引风的风机和功率单元下面放置的两台向上送风的风机。

由于本实用新型采用了上述方案，与现有技术相比较，由于采用了新型可关断功率器件集成门极换相晶闸管IGCT作为斩波单元，取消了晶闸管斩波桥式关断电路，无附加占空比问题，可充分利用电机调节绕组的电势，使调速范围扩大，满足宽范围调速的需要。控制信号和集成门极换相晶闸管IGCT之间采用光纤传输，实现了强弱电间完全隔离，操作安全可靠，由于采用集成门极换相晶闸管斩波及DRC嵌位快速吸收，功耗小，效率高，可靠性好，斩波频率可成倍提高，平波电抗器L1体积可大大减小，使控制***温升、噪音及可靠性进一步改善。采用快速二极管串联逆向阻断、动静态均压及高能压敏与阻容双重吸收能迅速(ns级)吸收尖峰过电压和浪涌能量，进一步保证了集成门级换相晶闸管IGCT斩波电路的可靠性。斩波逆阻功率单元采用四台风机组成的双面风冷***，进一步改善了功率器件的工作环境。通过控制电路试验及带载模拟试验，各项技术性能指标均达到了预期效果。

四、附图说明：

图1为本实用新型的电路方框图；

图2为本实用新型中转子主回路的电路原理图。

五、具体实施方式：

本实用新型所提供的实施例包括柜体与柜体内功率单元上面放置的两台向上引风的风机及功率单元下面放置的两台向上送风的风机和图1中所示的转子主回路、继电控制电路、微电子控制电路，转子主回路由起动电路、三相整流电路、电抗器、保护电路、自关断斩波电路、逆阻缓冲电路、三相有源逆变电路和内补偿电路组成。如图2所示，电机转子绕组经过起动电路连接到三相整流电路，三相整流电路的正极输出端连接到电抗器L1的1端。保护电路由一快速晶闸管KV组成，快速晶闸管KV的阳极连接到电抗器L1的2端，阴极连接到三相整流电路的负极输出端3，集成门极换相晶闸管IGCT的阳极通过电抗器LK连接到电抗器L1的2端，阴极连接到三相整流电路的负极输出端3，快速二极管D1与电阻R1并联后与中频电容C1串联，快速二极管D2与电阻R2并联后与中频电容C2串联，快速二极管D1与D2的阳极都连接到集成门极换相晶闸管IGCT的阳极，中频电容C1与C2的另一端连接到三相整流电路的负极输出端3。主回路的阻容吸收中频电容C3和电阻R3串联再与高能压敏电阻RVG1并联后，一端连接到电抗器L1的2端，另一端连接到三相整流电路的负极输出端3；快速二极管D3的阳极连接到L1的2端，快速二极管D3并联静态均压电阻R5和并联由电阻R7、中频电容C5串联组成的动态均压电阻后，与快速二极管D4并联静态均压电阻R6和并联由电阻R8、中频电容C6串联组成的动态均压电阻后串联；高能压敏电阻RVG2与由电阻R4、中频电容C4串联组成的吸收电路并联后，一端连接在快速二极管D3的阳极，另一端连接在快速二极管D4的阴极；中频电容2C一端连接在快速二极管D4的阴极，另一端连接三相整流电路的负极输出端3；电抗器L2的一端连接快速二极管D4的阴极，另一端连接到三相桥式有源逆变电路的共阳极端4；三相桥式有源逆变电路的共阴极端5连接到三相整流电路的负极输出端3，三相桥式有源逆变电路的网端6连接到内反馈调速电机的调节绕组(或反馈绕组)。

内反馈调速电机调速运行时，电机转子绕组的三相电流经过起动电路进入三相整流电路变成直流电流。控制电路给IGCT门极提供的控制信号为高电平时，斩波集成门极换相晶闸管IGCT导通，此时主回路的直流电流自三相整流电路的正极出发，经过电抗器L1、斩波集成门极换相晶闸管IGCT再回到三相整流电路的负极。

控制电路给IGCT门极提供的控制信号为低电平时，斩波集成门极换相晶闸管IGCT关断，主回路的直流电流经过逆阻二极管D3、D4进入缓冲电容2C及电抗器L2，再经电抗器L2流入三相桥式有源逆变电路，经过三相桥式有源逆变电路、电机的调节绕组后，电流从三相桥式有源逆变电路的共阴极端流出回到三相整流电路的负极。

改变斩波集成门极换相晶闸管IGCT门极控制信号的宽度，即可改变斩波集成门极换相晶闸管IGCT导通占空比，也就改变了通过斩波集成门极换相晶闸管IGCT和流入三相桥式有源逆变电路的平均电流。若斩波集成门极换相晶闸管IGCT的导通占空比增大，则通过斩波集成门极换相晶闸管IGCT的平均电流也随之增大，而流入三相桥式有源逆变电路的平均电流就随之减小，内反馈调速电机就升速运行；相反，若斩波集成门极换相晶闸管IGCT的导通占空比减小，则通过斩波集成门极换相晶闸管IGCT的平均电流随之减小，而流入三相桥式有源逆变电路的平均电流就随之增大，内反馈调速电机就降速运行，直到新的动态平衡为止。

Claims

1、一种电流型斩波内反馈电机调速控制装置，它包括柜体、风冷***、转子主回路、继电控制电路、微电子控制电路，转子主回路包括起动电路、三相整流电路、电抗器、逆阻缓冲电路、三相有源逆变电路，其特征是所述转子主回路还包括自关断斩波电路，自关断斩波电路是由集成门极换相晶闸管IGCT及IGCT的嵌位吸收电路DRC组成，集成门极换相晶闸管IGCT的阳极通过电抗器LK连接到所述电抗器L1的2端，阴极连接到三相整流电路的负极输出端(3)，嵌位吸收电路DRC是由快速二极管D1、D2和电阻R1、R2及电容C1、C2组成，快速二极管D1与电阻R1并联后与中频电容C1串联，快速二极管D2与电阻R2并联后与中频电容C2串联，快速二极管D1与D2的阳极都连接到集成门极换相晶闸管IGCT的阳极，中频电容C1与C2的另一端连接到三相整流电路的负极输出端(3)，主回路的阻容吸收中频电容C3和电阻R3串联再与高能压敏电阻RVG1并联后，一端连接到所述电抗器L1的2端，另一端连接到三相整流电路的负极输出端(3)；所述的逆阻缓冲电路包括两个快速二极管D3和D4，快速二极管D3的阳极连接到电抗器L1的2端，快速二极管D3并联静态均压电阻R5和并联由电阻R7、中频电容C5串联组成的动态均压电阻后，与快速二极管D4并联静态均压电阻R6和并联由电阻R8、中频电容C6串联组成的动态均压电阻后串联；高能压敏电阻RVG2与由电阻R4、中频电容C4串联组成的吸收电路并联后，一端连接在快速二极管D3的阳极，另一端连接在快速二极管D4的阴极；中频电容2C一端连接在快速二极管D4的阴极，另一端连接三相整流电路的负极输出端(3)；电抗器L2的一端连接快速二极管D4的阴极，另一端连接到三相桥式有源逆变电路的共阳极端(4)；所述的风冷***为柜体内功率单元上面放置的两台向上引风的风机和功率单元下面放置的两台向上送风的风机。

2、根据权利要求1所述的电流型斩波内反馈电机调速控制装置，其特征是所述的转子主回路还包括一保护电路快速晶闸管KV，所述的自关断斩波电路与快速晶闸管KV并联，快速晶闸管KV的阳极连接到所述电抗器L1的2端，阴极连接到三相整流电路的负极输出端(3)。

3、根据权利要求1所述的电流型斩波内反馈电机调速控制装置，其特征是所述的转子主回路还包括LC串联内补偿电路。