[实用新型]固态开关式同步电动机励磁装置

说明书

本实用新型涉及一种激磁或去磁电流的装置，具体的说是一种固态开关式同步电动机励磁装置。

老式同步电动机励磁装置采用的是相控可控硅模拟控制技术，其具有控制不准确，损耗大，功率因素低，波型不好对电网污染大，可靠性不高，体积大，使用不方便等缺点。

本实用新型的目的是提供一和同老式同步电动机励磁装置相比具有控制准确，损耗小，功率因素高，波型好及对电网污染小，可靠性高，体积小，使用方便等优点的同步电动机励磁装置

本装置是使用开关式直流电源，固态投励开关，固态灭磁开关，以及微型计算机控制系统的一种同步电动机励磁控制装置。它的主电路及控制系统全部采用开关型数字技术，老式同步电动机励磁装置采用的是相控可控硅模拟控制技术，两者相比本发明具有控制准确、损耗小、功率因素高、波型好、对电网污染小、可靠性高、体积小、使用方便等优点。本装置是由开关式直流电源、固态灭磁开关、固态投励开关、电压检测、电流霍尔检测、灭磁电阻、以及微型计算机控制系统所组成。本实用新型全部开关均采用IGBT模块。

开关式直流电源是由整流桥、滤波器、全桥逆变器、高频变压器、二次整流桥、滤波器所组成。它是把三相380V交流电全波整流成不可控的直流电压。IGBT模块将此直流电压斩波成20KHZ的PWM交流波，该交流波经高频变压器变压成低压的20KHZ交流电，再经整流滤波成为同步电动机励磁所需要的直流电压。通过调整PWM波的脉冲宽度可精确的控制输出电压输出电流的大小。该电源带有电压电流负反馈控制可以保证输出电压、电流的稳定精度。

固态灭磁开关，它是一个交流电子开关，半周由二极管导通，另半周由IGBT导通。在起动过程中，亚同步之前它是导通的，与灭磁电阻共同为励磁绕组在起动过程中感应的交流电流提供放电通路。适当的选配灭磁电阻的大小可以有效的抑制起动过程中的励磁绕组中的感应电压峰值。

电压检测和电流检测，检测起动波形，传送给微机控制系统，用以判断投励条件是否到达。

固态投励开关，它是根据微型计算机对励磁绕组电压，电流波型检测来判断是否到达亚同步点(即95％额定转速)，在亚同步点之后再检测灭磁电流方向与正常励磁电流方向一致时由控制系统发出先关闭固态灭磁开关，再把固态投励开关开通，将励磁电源及时加到励磁绕组，使励磁电流迅速建立起来，电动机很容易被牵入同步。由于投励点选择的正确及时，可以避免投励造成的冲击。

微型计算机控制系统，担任检测、操作、显示、监控等功能，它由电流、电压波型检测、微型计算机、操作盘、显示器、开关式直流电源控制板，投励及灭磁控制板、保护板、驱动板及控制电源所组成。

图1是本实用新型的电路图。

图2是图1中7的结构示意图。

下面对照附图对本实用新型的结构加以说明。

本装置如图1所示，它是由开关式直流电源1、固态灭磁开关2、固态投励开关3、电压检测4、电流霍尔检测5、灭磁电阻6、励磁绕组8以及微型计算机控制系统7所组成。

开关式直流电源1是由整流桥、滤波器、全桥逆变器、高频变压器、二次整流桥、滤波器所组成。它是把三相380V交流电全波整流成不可控的直流电压。IGBT模块将此直流电压斩波成20KHZ的PWM交流波，该交流波经高频变压器变压成低压的20KHZ交流电，再经整流滤波成为同步电动机励磁所需要的直流电压。通过调整PWM波的脉冲宽度可精确的控制输出电压输出电流的大小。该电源带有电压电流负反馈控制可以保证输出电压、电流的稳定精度。

固态灭磁开关2，它是一个交流电子开关，半周由二极管导通，另半周由IGBT导通。在起动过程中，亚同步之前它是导通的，与灭磁电阻6共同为励磁绕组8在起动过程中感应的交流电源提供放电通路。适当的选配灭磁电阻6的大小可以有效的抑制起动过程中的励磁绕组中的感应电压峰值。在达到投励条件时把此开关关断。

电压检测4和电流检测5检测起动波形，传送给微机控制系统7，用以判断投励条件是否到达。

固态投励开关3，它是根据微型计算机对励磁绕组电压，电流波型检测来判断是否到达亚同步点(即95％额定转速)，在亚同步点之后再检测灭磁电流方向与正常励磁电流方向一致时由控制系统发出先关闭固态灭磁开关，再把固态投励开关开通，将励磁电源及时加到励磁绕组，使励磁电流迅速建立起来，电动机很容易被牵入同步。由于投励点选择的正确及时，可以避免投励造成的冲击。

微型计算机控制系统7，担任检测、操作、显示、监控等功能，其结构如图2所示，它由电流、电压波型检测10、微型计算机11、操作盘12、显示器13、开关式直流电源控制板14、投励及灭磁控制板15、保护板16、驱动板17及控制电源9所组成。