具有有源功率因数校正的多相异步电机装置以及电动设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种多相异步电机装置以及电动设备。本发明专利技术提供的多相异步电机装置，包括：多相异步电机；滤波器，对来自电网的交流电源进行滤波；有源功率因数校正部，校正多相异步电机的功率因数；以及逆变器，用于给多相异步电机馈电，其中，有源功率因数校正部包括两个有源功率因数校正单元，有源功率因数校正单元含有：全控整流桥，将交流电源整流成直流电；以及变换电路，与全控整流桥并联，用于校正功率因数，包括变换电容、变换二极管、变换开关二极管以及变换电感，变换电容与变换二极管串联连接，变换开关二极管以及串联的变换电容和变换二极管并联连接，变换电感以及并联后的变换电容、变换二极管和变换开关二极管串联连接。

【技术实现步骤摘要】
具有有源功率因数校正的多相异步电机装置以及电动设备
本专利技术具体涉及一种具有有源功率因数校正的多相异步电机装置以及电动设备。
技术介绍
交流异步电机具有结构简单、维护方便、质量小、成本低、运行效率高等优点，在国内各个行业及家庭生活中有着普遍的应用。但是异步电机工作在电网中的时候会有功率因数较低的问题，由于自身产生的大量谐波流入电网，使电网、输电设备以及发电设备承担了更大的负荷。同时，无功电流在电网、输电及发电设备中均要消耗部分电能，降低了电网效率，影响了电能的利用。为满足所要达到的输出功率，必然要从电网中吸收更多的电能，由此加大了电能的损失，加重了电网侧的负荷。为了减轻电网侧的负荷，一般会采用Boost有源功率校正因数电路与电机组装使用。该电路因其工作可靠度高、输入电流高频纹波小、开关管承受电压应力低、变换效率高等优点，在功率因数校正装置中得到广泛的应用。但是传统的Boost型电路的输出电压可调的输出电压范围不是很宽。为了达到预期的输出电压范围，一般会在Boost型电路的基础上采用降压-升压型电路或者采用Cuk电路，因而这两种电路结构的传感器的个数需求都相对较多，不仅使得电路的成本上升，也使得最终的设备体积庞大。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种结构简单的具有有源功率因数校正的多相异步电机装置以及电动设备。本专利技术提供了一种具有有源功率因数校正的多相异步电机装置，具有这样的特征，包括：多相异步电机；滤波器，对来自电网的交流电源进行滤波；有源功率因数校正部，校正多相异步电机的功率因数；以及逆变器，用于给多相异步电机馈电，其中，有源功率因数校正部包括两个有源功率因数校正单元，有源功率因数校正单元含有：全控整流桥，将交流电源整流成直流电；以及变换电路，与全控整流桥并联，用于校正功率因数，包括变换电容、变换二极管、变换开关二极管以及变换电感，变换电容与变换二极管串联连接，变换开关二极管以及串联的变换电容和变换二极管并联连接，变换电感以及并联后的变换电容、变换二极管和变换开关二极管串联连接。在本专利技术提供的多相异步电机装置中，还可以具有这样的特征：其中，滤波器包括：滤波电感，一端与交流电源输入端连接；以及滤波电容，一端与滤波电感的另一端连接，另一端与交流电源输出端连接。在本专利技术提供的多相异步电机装置中，还可以具有这样的特征：其中，全控整流桥为二极管。在本专利技术提供的多相异步电机装置中，还可以具有这样的特征：其中，多相异步电机为三相异步电机，逆变器为三相逆变桥。本专利技术提供了一种电动设备，具有这样的特征，包括：具有源功率因数校正的多相异步电机装置；以及电压单闭环控制装置，控制多相异步电机装置的输出转速，其中，有源功率因数校正的多相异步电机装置为上述的有源功率因数校正的多相异步电机装置。在本专利技术提供的电动设备，还可以具有这样的特征：其中，电压单闭环控制装置包括：电压单闭环装置包括：脉冲宽度调制发生器，产生脉冲宽度调制波；脉冲幅度调制发生器，产生脉冲幅度调制波；转速控制器，根据多相异步电机装置的当前转速以及参考转速控制对应的当前脉冲调制发生器，进而控制逆变器以及变换电路。专利技术的作用与效果根据本专利技术所涉及的具有有源功率因数校正的多相异步电机装置以及电动设备，因为具有有源功率因数校正部，校正多相异步电机的功率因数，且该有源功率因数校正部含有有源功率因数校正单元，有源功率因数校正单元含有：全控整流桥，将交流电源整流成直流电；以及变换电路，与全控整流桥并联，用于校正功率因数，包括变换电容、变换二极管、变换开关二极管以及变换电感，变换电容与变换二极管串联连接，变换开关二极管以及串联的变换电容和变换二极管并联连接，变换电感以及并联后的变换电容、变换二极管和变换开关二极管串联连接。所以，本专利技术的具有有源功率因数校正的多相异步电机装置以及电动设备具有提高功率因数，并且在调压范围方面更加广泛。不仅如此，在有源功率因数校正单元工作时导通的二极管等影响功率损耗的器件更少，因此功率损耗更低。附图说明图1是本专利技术的实施例中电动设备的结构示意图；图2是本专利技术的实施例中多相异步电机装置的结构示意图；图3是本专利技术的实施例中双模控制策略流程图；图4是采用本专利技术的实施例中的多相异步电机装置对电网侧的电源仿真图；图5是对本专利技术的实施例中的多相异步电机装置的电容电压的仿真图；图6是对本专利技术的实施例中的多相异步电机装置的电感电流仿真图；图7是本专利技术的实施例中的电动设备的启动波形图；图8是本专利技术的实施例中的电动设备的模式切换时的波形图；图9是本专利技术的实施例中的电动设备与传统方案的损失比较分析图；以及图10是本专利技术的实施例中电动设备与传统方案的效率比较分析图。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本专利技术具有有源功率因数校正的多相异步电机装置以及电动设备作具体阐述。图1是本专利技术的实施例中电动设备的结构示意图。图2是本专利技术的实施例中多相异步电机装置的结构示意图如图1所示，本实施例中的电动设备包括多相异步电机装置以及电压单闭环控制装置。如图1和图2所示，多相异步电机装置包括多相异步电机、滤波器、有源功率因数校正部以及逆变器。滤波器对来自电网的交流电源进行滤波。滤波器包括滤波电感以及滤波电容。滤波电感的一端与交流电源输入端连接。滤波电容，一端与滤波电感的另一端连接，另一端与交流电源输出端连接。有源功率因数校正部，校正多相异步电机的功率因数。有源功率因数校正部包括两个对应设置的有源功率因数校正单元。有源功率因数校正单元含有全控整流桥以及变换电路。全控整流桥，将交流电源整流成直流电。变换电路，与全控整流桥并联，用于校正功率因数。变换电路包括变换电容、变换二极管、变换开关二极管以及变换电感。变换电容与变换二极管串联连接，变换开关二极管以及串联的变换电容和变换二极管并联连接，变换电感以及并联后的变换电容、变换二极管和变换开关二极管串联连接。有源功率因数校正单元直接并联在滤波电容两端，由于采用无桥结构，所以利用两个二极管代替全控整流桥，每个二极管接入一个变换电路。这两个变换电路分别在电源的正负半周期内交替工作，加上代替全控整流桥的二极管形成了整体BL-CSC型的有源功率因数校正单元。逆变器，用于给多相异步电机馈电，也就是将直流电转换成交流电。在本实施例中，多相异步电机为三相异步电机，逆变器为三相逆变桥。如图1所示，电压单闭环控制装置包括：脉冲宽度调制发生器，产生脉冲宽度调制波；脉冲幅度调制发生器，产生脉冲幅度调制波；转速控制器，根据多相异步电机装置的当前转速以及参考转速控制对应的当前脉冲调制发生器，进而控制逆变器以及变换电路。对电动设备整体的控制分为两部分，第一部分是有源功率校正因数电路的控制，本实施例通过一个电压单闭环结构，对变换器的输出电压也就是直流电路电压进行控制。即、使用电压跟随器控制BL-CSC型有源功率因数校正单元。为了控制电机的直流电路电压，需要一个单电压传感器，并在交流电源中实现固有的功率校正因数。第二部分是电压源型逆变器以及电机本体，利用一个转速单闭环来对电压源型逆变器的开关管进行控制调节，通过真实转速和参考转速的比较形成一个信号，通过转速控制器形成逆变桥的门极控制信号。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有有源功率因数校正的多相异步电机装置，其特征在于，包括：多相异步电机；滤波器，对来自电网的交流电源进行滤波；有源功率因数校正部，校正所述多相异步电机的功率因数；以及逆变器，用于给所述多相异步电机馈电，其中，所述有源功率因数校正部包括两个有源功率因数校正单元，所述有源功率因数校正单元含有：全控整流桥，将所述交流电源整流成直流电；以及变换电路，与所述全控整流桥并联，用于校正所述功率因数，包括变换电容、变换二极管、变换开关二极管以及变换电感，所述变换电容与所述变换二极管串联连接，所述变换开关二极管以及串联的所述变换电容和所述变换二极管并联连接，所述变换电感以及并联后的所述变换电容、所述变换二极管和变换开关二极管串联连接。

【技术特征摘要】
1.一种具有有源功率因数校正的多相异步电机装置，其特征在于，包括：多相异步电机；滤波器，对来自电网的交流电源进行滤波；有源功率因数校正部，校正所述多相异步电机的功率因数；以及逆变器，用于给所述多相异步电机馈电，其中，所述有源功率因数校正部包括两个有源功率因数校正单元，所述有源功率因数校正单元含有：全控整流桥，将所述交流电源整流成直流电；以及变换电路，与所述全控整流桥并联，用于校正所述功率因数，包括变换电容、变换二极管、变换开关二极管以及变换电感，所述变换电容与所述变换二极管串联连接，所述变换开关二极管以及串联的所述变换电容和所述变换二极管并联连接，所述变换电感以及并联后的所述变换电容、所述变换二极管和变换开关二极管串联连接。2.根据权利要求1所述的多相异步电机装置，其特征在于：其中，所述滤波器包括：滤波电感，一端与所述交流电源输入端连接；以及滤波电容，一端与所述滤波电感的另一...

【专利技术属性】
技术研发人员：金爱娟，项硕，唐新雯，曹文彬，李少龙，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：上海,31