[实用新型]一种新型的三电平逆变调速的控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及矿山绞车变频控制系统，更具体的说，涉及一种变频器采取新型的三电平逆变调速的变频控制系统。

背景技术

随着国家对节能环保的要求越来越高，变频器由于其具有调速范围广、调速精度高、动态响应好、节能效果显著等优点被全面用于矿山设备的电气控制系统中。但现有的变频器大多采用二电平逆变调速方式，其电路控制简单、成本低、技术成熟，但该类变频器存在抗干扰能力差、性能不稳定、输出谐波高等缺点。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种在原有的两电平控制方式的基础上，通过改变主电路的结构和控制算法重新设计来实现的，进一步的目的，是提供一种具有电压冲击低、抗干扰性强，输出波形更接近正弦波、电平数增多、输出电压谐波含量低、性能稳定、节能效果显著的三电平逆变调速的控制系统。

为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案为：一种新型的三电平逆变调速的控制系统，它包括有串联在变频器直流母线上的第一直流母线分压电容、第二直流母线分压电容，第一直流母线分压电容、第二直流母线分压电容的连接中性点分别与第一、第二、第三相桥臂连接；第一、第二、第三相桥臂均包括有第一箝位二极管、第二箝位二极管、第一开关、第二开关、第三开关、第四开关，其中，第一箝位二极管、第二箝位二极管相串联，其串联的连接中性点与第一直流母线分压电容、第二直流母线分压电容的连接中性点连接；第一箝位二极管的另一端与串联的第一开关、第二开关一端连接；第二箝位二极管的另一端与串联的第三开关、第四开关一端连接；第二开关与第三开关相连接；第一续流二极管、第二续流二极管、第三续流二极管、第四续流二极管分别连接在第一开关、第二开关、第三开关、第四开关两端。

所述的第一开关、第二开关、第三开关、第四开关均采用IGBT。

本方案采用SVPWM 控制算法，即在一个开关周期内通过对基本电压矢量加以组合，使其平均值与给定电压矢量相等。在某个时刻，电压矢量旋转到某个区域中，可由组成这个区域的两个相邻的非零矢量和零矢量在时间上的不同组合来得到。两个矢量的作用时间在一个采样周期内分多次施加，从而控制各个电压矢量的作用时间，使电压空间矢量接近按圆轨迹旋转，通过逆变器的不同开关状态所产生的实际磁通去逼近理想磁通圆，并由两者的比较结果来决定逆变器的开关状态，从而形成PWM 波形。本方案在原有的二电平逆变调速方式的基础上改变主电路结构和控制方式使输出电压具有27种状态，从而使输出波形更趋向为正谐波。解决了开关元件耐压不够、输出电压为非正谐波、输出谐波大的技术难题。在实际运行中，可大大减少对电网的干扰，降低了电机的运行温度，减少了电机绝缘老化的安全隐患。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

下面结合所有附图对本实用新型作进一步说明，本实用新型的较佳实施例为：参见附图1，本实施例所述的一种新型的三电平逆变调速的控制系统包括有串联在变频器直流母线上的第一直流母线分压电容C1、第二直流母线分压电容C2，第一直流母线分压电容C1、第二直流母线分压电容C2不仅有滤波的作用，还起电压分压支撑的作用；第一直流母线分压电容C1、第二直流母线分压电容C2的连接中性点分别与第一、第二、第三相桥臂连接；第一、第二、第三相桥臂均包括有第一箝位二极管VD1、第二箝位二极管VD4、第一开关V11、第二开关V12、第三开关V41、第四开关V42，其中，第一箝位二极管VD1、第二箝位二极管VD4相串联，第一箝位二极管VD1、第二箝位二极管VD4对电压形成中性点箝位；其串联的连接中性点与第一直流母线分压电容C1、第二直流母线分压电容C2的连接中性点连接；第一箝位二极管VD1的另一端与串联的第一开关V11、第二开关V12一端连接；第二箝位二极管VD4的另一端与串联的第三开关V41、第四开关V42一端连接；第二开关V12与第三开关V41相连接；第一续流二极管VD11、第二续流二极管VD12、第三续流二极管VD41、第四续流二极管VD42分别连接在第一开关V11、第二开关V12、第三开关V41、第四开关V42两端。本实施例的第一开关V11、第二开关V12、第三开关V41、第四开关V42均采用IGBT。