[实用新型]转子变频电动机调速控制装置

说明书

技术领域

本实用新型属于一种高压交流异步电动机调速控制装置。特别涉及一种高压绕线式异步电动机转子变频调速控制装置。

背景技术

风机、水泵等平方转矩负载的电动机采用调速的方法，不仅能更好地满足生产需要，而且能节约大量能源。目前，在高压（如6kV、10kV）交流电动机调速领域应用较多的主要是定子变频调速和转子变频调速两大类。而在高压电动机的某些领域，在转子侧实施控制的转子变频调速有着很大优势。转子变频调速能很方便地将调速产生的转差功率从转子绕组取出，并能将频率随转速不断变化的转差功率逆变成频率固定的工频送回电网或电动机内部进行重复利用，所以它是一种高效调速系统。由于转子变频调速系统的控制电压低，控制功率小，成本低，可靠性高，操作简便，从而在各行业领域获得广泛应用。但是，目前转子变频调速系统中均采用硬开关斩波，电路中的di/dt变化率大，电压尖峰高，并均采用RC或RCD耗能型的吸收电路，存在着斩波电路开关损耗大、吸收电路耗能严重等缺陷，特别是随着斩波频率的提高，这些损耗就更加明显。

另一方面，风机、水泵等平方转矩负载在调速时随转速降低轴功率成立方关系下降，所以电动机定子绕组从电网获取的有功功率也随转速降低成立方关系减少，由于转子变频调速系统是在转子侧控制，而定子侧的励磁无功在调速过程中基本不变，这就存在电动机转速降低时定子侧的功率因数有所下降的缺陷，而且转速越低功率因数下降越严重。

发明内容

本实用新型为有效解决现用技术中的上述缺陷，提供一种能实现软开关斩波和无功补偿的转子变频电动机调速控制装置。

本实用新型的技术解决方案是：一种转子变频电动机调速控制装置，它包括转子绕组电路、启动电路、整流电路、软开关斩波电路、有源逆变电路、逆变电源、PLC控制保护检查电路、就地操作电路、HMI可视化监控电路、DCS远程控制电路；启动电路、整流电路连接在电动机转子绕组电路上；逆变电源可以是高压内反馈电动机定子上的调节绕组电路，也可以是逆变变压器的二次绕组电路；软开关斩波电路包括平波电抗器Ll、斩波开关VS、谐振电路和输出电容Co；平波电抗器Ll的一端接整流电路的正极a，另一端接谐振电路的输入端b；根据被控电动机的容量需要确定斩波开关VS由1至n只逆导型绝缘栅双极晶体管VS1至VSn并联组成，即VS1至VSn的集电极和发射极分别连接在一起；斩波开关VS的发射极e极连接整流电路的负极k，集电极c极连接谐振电路中二极管D1的正极，谐振电路的输出端d连接输出电容Co的1端，输出电容Co的2端连接整流电路的负极k，输出电容Co的1端还连接有源逆变电路的输入端；谐振电路由谐振电感Lr、谐振电容Cr、缓冲电容Cb、续流二极管Do、三个辅助二极管Dl、D2、D3组成。

所述软开关斩波电路中谐振电路可以设计成以下两种形式。其中一种是：谐振电路的输入端b一路连接谐振电感Lr的一端，另一路连接辅助二极管D1的正极，谐振电感Lr的另一端一路连接续流二极管Do的正极，一路连接缓冲电容Cb的一端，续流二极管Do的负极连接所述谐振电路的输出端d，辅助二极管Dl的负极一路连接辅助二极管D2的正极，一路连接谐振电容Cr的一端，辅助二极管D2的负极一路连接缓冲电容Cb的另一端，一路连接辅助二极管D3的正极，辅助二极管D3的负极连接所述谐振电路的输出端d，谐振电容Cr的另一端连接所述整流电路的正极a；谐振电容Cr的另一端也可连接整流电路的负极k；谐振电容Cr的另一端还可以连接谐振电路的输出端d。另一种是：谐振电路的输入端b一路连接谐振电感Lr的一端，另一路连接续流二极管Do的正极，第三路连接缓冲电容Cb的一端，谐振电感Lr的另一端连接辅助二极管D1的正极，续流二极管Do的负极连接所述谐振电路的输出端d，辅助二极管D1的负极一路连接辅助二极管D2的正极，另一路连接谐振电容Cr的一端，辅助二极管D2的负极一路连接缓冲电容Cb的另一端，一路连接辅助二极管D3的正极，辅助二极管D3的负极连接所述谐振电路的输出端d，谐振电容Cr的另一端连接所述整流电路的正极a；谐振电容Cr的另一端也可连接整流电路的负极k，谐振电容Cr的另一端还可以连接谐振电路的输出端d。