三相异步发电机新型并联式逆变器电路制造技术

本实用新型专利技术提供了一种三相异步发电机新型并联式逆变器电路，电路中逆变器由功率器件组成，通过SPWM调制方法为三相异步发电机提供三相励磁电压；输出口与励磁口并联，通过输出口的滤波电路，输出所需的稳定的三相交流电源。通过自动调节三相发电机转速，调节发电机输出的电能，控制逆变器直流母线上电压的恒定，以平衡发电机与负载的匹配，保证逆变器正常运行。采用本实用新型专利技术提供的新型并联式逆变器电路的三相异步发电机，在负载变化时，输出的电源频率、电压和相位稳定，能适应于对电源质量要求高和对发电机组可靠性要求高的应用场合。

【技术实现步骤摘要】
三相异步发电机新型并联式逆变器电路
本技术属于发电机逆变器电路
，涉及能控制三相异步发电机的新型并联式逆变器电路，能使发电机输出电压和频率更为稳定。
技术介绍
三相异步发电机因其结构简单、成本低廉、可靠性高的优点在发电机组行业中被广泛地采用。原来的三相异步发电机为了实现发电时的自励磁，需要在电机输出端接上一定数量的电容，其电路结构如图1所示，其中G—发电机；C—外接电容。当给三相异步发电机加上负载的时候，发电机的输出的电压和频率均有所改变，在三相不平衡较大的情况下，甚至三相间的相位关系也会有所变化。为了保证电压的稳定，传统的做法是，当电压变化时，通过增加或减少外界电容的容量，或调整动力发动机的转速（即调整三相异步发电机的转速）来调整电压，但带来的不利后果是频率也随之变化，三相不平衡时相位也变化。因为调节时，输出电压、频率具有一定的耦关系。而且，随着负载在较大范围内变化，这种调节方式的调节能力也是有限的。在一些对电压、频率要求比较高的移动式供电场所，需要有新型的控制电路来保证三相异步发电机输出的电压、频率保持恒定。
技术实现思路
为解决上述问题，本技术公开了一种新型并联式的三相异步发电机控制电路，由功率元件组成三相异步发电机的励磁电路和中心电位电路；在输出口采用滤波电路，逆变器输出口与发电机励磁口采取并联方式，同时通过调节发电机转速控制发电量，控制直流母线电压，保证逆变器正常工作。三相异步发电机新型并联式逆变器电路，其特征在于，包括：三相逆变电路、中点电位电路、滤波电路、电能泄放电路，所述三相逆变电路包括第一至第六功率器件，其中第一功率器件、第二功率器件串联，第三功率器件、第四功率器件串联，第五功率器件、第六功率器件串联，第一功率器件、第二功率器件与第三功率器件、第四功率器件与第五功率器件、第六功率器件彼此并联；所述中点电位电路包括第七功率器件、第八功率器件、第二电解电容、第三电解电容、第四滤波电感，其中第七功率器件与第八功率器件串联，第二电解电容与第三电解电容串联，第七功率器件及第八功率器件与第二电解电容及第三电解电容并联，第四滤波电感一端连接在第七功率器件与第八功率器件之间，另一端连接在第二电解电容与第三电解电容之间；所述滤波电路包括第一滤波电感、第二滤波电感、第三滤波电感、第一滤波电容、第二滤波电容、第三滤波电容，第一、第二、第三滤波电感分别连接在三相异步电机的火线L1、L2、L3上，第一滤波电容连接在第一滤波电感与零线N之间，第二滤波电容连接在第二滤波电感与火线L1之间，第三滤波电容连接在第三滤波电感与火线L2之间；所述电能泄放电路包括相互串联的第九功率元件和电阻；所述三相逆变电路以及中点电位电路用于将三相交流波形调制到载波上，形成SPWM调制波，用调制波对三相异步发电机进行励磁；滤波电路与三相异步电机G3~并联，用于滤波后输出所需的电源；电能泄放电路连接到第一电解电容，用于在负载突卸时，发动机转速调整过程中泄放电能；第一电解电容连接在三相逆变电路和中点电位电路之间，用于储存或补充电能。进一步的，功率器件采用IGBT或碳化硅。进一步的，所述滤波电路滤除高频载波及其高次谐波。进一步的，发电机的输出口与励磁口并联。与现有技术相比，本技术具有如下优点和有益效果：采用本技术提供的新型并联式逆变器电路的三相异步发电机，在负载变化时，输出的电源频率、电压和相位稳定，能适应于对电源质量要求高和对发电机组可靠性要求高的场合。附图说明图1为原有三相异步发电机外接电容电路图。图2为本技术提供的三相异步发电机新型并联式逆变器主电路图。图3为本技术提供的三相异步发电机新型并联式逆变器控制方法步骤图。附图标记说明：G-三相异步发电机，T1-第一功率器件、T2-第二功率器件、T3-第三功率器件、T4-第四功率器件、T5-第五功率器件、T6-第六功率器件、T7-第七功率器件、T8-第八功率器件、T9-第九功率器件，C1-第一电解电容、C2-第二电解电容、C3-第三电解电容，L01-第一滤波电感、L02-第二滤波电感、L03-第三滤波电感、L00-第四滤波电感，C01-第一滤波电容，C02-第二滤波电容，C03-第三滤波电容，R-电阻，B-蓄电池，D1-二极管，FUSE-熔断器。具体实施方式以下将结合具体实施例对本技术提供的技术方案进行详细说明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本技术而不用于限制本技术的范围。如图2所示，本技术提供的新型并联式逆变器的主电路拓扑结构包括三相逆变电路、中点电位电路、滤波电路、电能泄放电路，三相逆变电路由第一至第六功率器件(T1、T2、T3、T4、T5、T6)组成，功率器件可采用IGBT或碳化硅等，具体的说，第一功率器件T1、第二功率器件T2串联，第三功率器件T3、第四功率器件T4串联，第五功率器件T5、第六功率器件T6串联，T1、T2与T3、T4与T5、T6彼此并联，发电机三相绕组分别连接至第一功率器件T1、第二功率器件T2之间，第三功率器件T3、第四功率器件T4之间，第五功率器件T5、第六功率器件T6之间。中点电位电路由第七功率器件T7、第八功率器件T8、第二电解电容C2、第三电解电容C3、第四滤波电感L00组成，具体的说，第七功率器件T7与第八功率器件T8串联，第二电解电容C2与第三电解电容C3串联，T7及T8与C2及C3并联，第四滤波电感L00一端连接在第七功率器件T7与第八功率器件T8之间，另一端连接在第二电解电容C2与第三电解电容C3之间。滤波电路与三相异步电机G3~并联，由第一滤波电感L01、第二滤波电感L02、第三滤波电感L03和第一滤波电容C01、第二滤波电容C02、第三滤波电容C03组成，用于滤除高频载波后输出所需的电源。电能泄放电路连接到第一电解电容C1，由相互串联的第九功率元件T9和电阻R组成，用于防止负载突卸时，发动机转速调整过程中，可能的母线电压过高。第一电解电容C1连接在三相逆变电路和中点电位电路之间，并分别与这两条电路并联、发电机的输出口与励磁口并联。通过三相逆变电路和中点电位电路，产生SPWM调制波，为三相异步发电机提供三相励磁电源。SPWM调制波中被调制三相正弦波的频率、电压和相位与所需输出电源的（频率、电压和相位）值相同。通过滤波电路滤除高频载波后，三相异步发电机（逆变器）的输出口输出的电源频率、电压，与SPWM调制波中被调制的三相正弦波的频率、电压和相位完全一致，从而得到了稳定的频率、电压和相位。运行中负和载变化时，只要维持第一电解电容C1两端的直流母线电压一定即能实现正常的发电。被调制的三相正弦波的电压在三相异步发电机定子内产生旋转磁场，转速由正弦波的频率决定。当转子的转速大于定子内旋转磁场的转速时，三相异步发电机处于发电状态；（在一定范围内）两者的转速差越大，发出的电能就越多。当转速差过大，发出的电能大于输出口消耗的电能时，多余的电能就储存到第一电解电容C1上，第一电解电容C1电压上升；当转速差过小，发出的电能小于输出口消耗的电能时，第一电解电容C1补充适当电能上，第一电解电容C1电压下降；当转速差刚好使发出的电能与输出口消耗的电能相等时，第一电解电容C1电压不变。本技术可通过自动控制驱动发动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.三相异步发电机新型并联式逆变器电路，其特征在于，包括：三相逆变电路、中点电位电路、滤波电路、电能泄放电路，所述三相逆变电路包括第一至第六功率器件，其中第一功率器件、第二功率器件串联，第三功率器件、第四功率器件串联，第五功率器件、第六功率器件串联，第一功率器件、第二功率器件与第三功率器件、第四功率器件与第五功率器件、第六功率器件彼此并联；所述中点电位电路包括第七功率器件、第八功率器件、第二电解电容、第三电解电容、第四滤波电感，其中第七功率器件与第八功率器件串联，第二电解电容与第三电解电容串联，第七功率器件及第八功率器件与第二电解电容及第三电解电容并联，第四滤波电感一端连接在第七功率器件与第八功率器件之间，另一端连接在第二电解电容与第三电解电容之间；所述滤波电路包括第一滤波电感、第二滤波电感、第三滤波电感、第一滤波电容、第二滤波电容、第三滤波电容，第一、第二、第三滤波电感分别连接在三相异步电机的火线L1、L2、L3上，第一滤波电容连接在第一滤波电感与零线N之间，第二滤波电容连接在第二滤波电感与火线L1之间，第三滤波电容连接在第三滤波电感与火线L2之间；所述电能泄放电路包括相互串联的第九功率元件和电阻；所述三相逆变电路以及中点电位电路用于将三相交流波形调制到载波上，形成SPWM调制波，用调制波对三相异步发电机进行励磁；滤波电路与三相异步电机G3~并联，用于滤波后输出所需的电源；电能泄放电路连接到第一电解电容，用于在负载突卸时，发动机转速调整过程中泄放电能；第一电解电容连接在三相逆变电路和中点电位电路之间，用于储存或补充电能。...

【技术特征摘要】
1.三相异步发电机新型并联式逆变器电路，其特征在于，包括：三相逆变电路、中点电位电路、滤波电路、电能泄放电路，所述三相逆变电路包括第一至第六功率器件，其中第一功率器件、第二功率器件串联，第三功率器件、第四功率器件串联，第五功率器件、第六功率器件串联，第一功率器件、第二功率器件与第三功率器件、第四功率器件与第五功率器件、第六功率器件彼此并联；所述中点电位电路包括第七功率器件、第八功率器件、第二电解电容、第三电解电容、第四滤波电感，其中第七功率器件与第八功率器件串联，第二电解电容与第三电解电容串联，第七功率器件及第八功率器件与第二电解电容及第三电解电容并联，第四滤波电感一端连接在第七功率器件与第八功率器件之间，另一端连接在第二电解电容与第三电解电容之间；所述滤波电路包括第一滤波电感、第二滤波电感、第三滤波电感、第一滤波电容、第二滤波电容、第三滤波电容，第一、第二、第三滤波电感分别连接在三相异步电机的火线L1、L2、L3上，第...

【专利技术属性】
技术研发人员：何国强，杨琳，汪智，孔瑜，赵雷，胡金莲，
申请(专利权)人：江阴鼎天科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32