一种用于高速永磁发电机的变频电源系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种用于高速永磁发电机的变频电源系统，包括连接在高速永磁发电机上的升压电路、刹车电路、整流电路、直流部分、逆变电路、滤波电路、采样回路、系统控制和保护部分，高速永磁发电机在额定转速时输出电压频率为333Hz，定子绕组分成两套相差为30°的双绕组，通过QF1塑壳断路器输入到变压器升压至变频电源二极管不控整流侧，在直流母线上获得稳定的直流母线电压，经过IGBT全桥式逆变电路后，经过由驱动电路下发的SPWM信号，再经过LC滤波电路，获得正弦波输出电压，与电网连接或直接给客户供电。本实用新型专利技术将高速永磁发电机产生的电能以幅值、频率可调的电压输出，可直接用于特定负载或回馈电网。

A variable frequency power supply system for high speed permanent magnet generator

【技术实现步骤摘要】
一种用于高速永磁发电机的变频电源系统
本技术涉及一种电源系统，尤其涉及一种用于高速永磁发电机的变频电源系统。
技术介绍
高速永磁发电机具备转子的高速旋转，定子绕组电流和铁芯中磁通的高频率等特点(意味着所发电能频率较高，大于工频50Hz)，使得其产生的电能很难直接用于负载或者回馈电网。
技术实现思路
本技术为了解决上述现有技术中存在的缺陷和不足，提供了一种将高速永磁发电机产生的电能以幅值、频率可调的电压输出，可直接用于负载或回馈电网的高速永磁发电机的变频电源系统。本技术的技术方案：一种用于高速永磁发电机的变频电源系统，包括组成变频电源系统的升压电路、制动电路、整流电路、直流部分、逆变电路、滤波电路、采样回路、系统控制和保护部分，所述高速永磁发电机在额定转速时输出电压频率为333Hz，定子绕组分成两套相差为30°的双绕组，通过QF1塑壳断路器输入到变压器升压至变频电源二极管不控整流侧，在直流母线上获得稳定的直流母线电压，该直流母线电压经过IGBT全桥式逆变电路后，经过由驱动电路下发的SPWM信号，再经过LC滤波电路，获得正弦波输出电压，与电网连接或直接给负载供电。本技术的输入电压范围宽，电机转速在10000rpm时，即可实现发电功能或带载；输出电压可调，可适用于特定电压需求的负载或者直接回馈电网；具有过流保护、过压保护、过温保护、电机超速保护、自诊断保护及报警显示；100％加/减负载响应时间快，电压波形冲击小，电压波动小于10％。优选地，所述整流电路由六个二极管组成，将发电机输入的交流电压变换成直流电；所述直流部分由八个直流电容组成，保持直流侧电压的稳定。优选地，所述制动电路由两个制动电阻构成电机超速的两级保护；应对电机超速情况时，提供有效合理的多级减速保护。优选地，所述逆变电路为三相桥式电压型逆变电路，选用全控型器件IGBT，采用SPWM技术调节输出电压的幅值和频率；所述滤波电路为LC滤波电路，经过低通滤波器消除变频电源输出的高次谐波；所述升压电路采用变比为292V/410V变压器，提升变频电源输出电压能力及提供隔离功能。优选地，所述采样回路由电压、电流、温度传感器组成，参与系统的控制和保护功能；系统控制和保护部分通过两个DSP板实现系统的保护和控制功能。本技术的输入电压范围宽，电机转速在10000rpm时，即可实现发电功能或带载；输出电压可调，可适用于特定电压需求的负载或者直接回馈电网；具有过流保护、过压保护、过温保护、电机超速两级保护、自诊断保护及报警显示；100％加/减负载响应时间快，电压波形冲击小，电压波动小于10％。附图说明图1为本技术的电路原理图。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步详细的说明，但并不是对本技术保护范围的限制。如图1所示，一种用于高速永磁发电机的变频电源系统，包括连接在高速永磁发电机上的升压电路、制动电路、整流电路、直流部分、逆变电路、滤波电路、采样回路、系统控制和保护部分，所述高速永磁发电机在额定转速时输出电压频率为333Hz，定子绕组分成两套相差为30°的双绕组，通过QF1塑壳断路器输入到变压器升压至变频电源二极管不控整流侧，在直流母线上获得稳定的直流母线电压，该直流母线电压经过IGBT全桥式逆变电路后，经过由驱动电路下发的SPWM信号，再经过LC滤波电路，获得正弦波输出电压，与电网连接或直接给客户供电。高速永磁发电机的额定转速为20000rpm，所述直流母线电压的额定值为560V，接近交流侧电压峰值，所述SPWM信号为正弦脉冲宽度调制信号。整流电路由六个二极管组成，将发电机输入的交流电压变换成直流电；所述直流部分由八个直流电容组成，保持直流侧电压的稳定；所述制动电路由两个制动电阻构成，在发电机超速情况下，有效的提供制动保护。逆变电路为三相桥式电压型逆变电路，选用全控型器件IGBT，采用SPWM技术调节输出电压的幅值和频率；所述滤波电路为LC滤波电路，经过低通滤波器消除变频电源输出的高次谐波；所述升压电路采用变比为292V/410V变压器，提升变频电源输出电压能力及隔离功能。采样回路由电压、电流、温度传感器组成，参与系统的控制和保护功能；系统控制和保护部分通过两个DSP板实现系统的保护和控制功能。本技术用于配套永磁高速发电机使用，将高速永磁发电机产生的电能以幅值、频率可调的电压输出，可直接用于特定负载或回馈电网。本技术的输入电压范围宽，电机转速在10000rpm时，即可实现发电功能或带载；输出电压可调，可适用于特定电压需求的负载或者直接回馈电网；具有过流保护、过压保护、过温保护、电机超速保护、自诊断保护及报警显示；100％加/减负载响应时间快，电压波形冲击小，电压波动小于10％。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于高速永磁发电机的变频电源系统，其特征在于：其包括组成变频电源系统的升压电路、制动电路、整流电路、直流部分、逆变电路、滤波电路、采样回路、系统控制和保护部分，所述高速永磁发电机在额定转速时输出电压频率为333Hz，定子绕组分成两套相差为30°的双绕组，通过QF1塑壳断路器输入到变压器升压至变频电源二极管不控整流侧，在直流母线上获得稳定的直流母线电压，该直流母线电压经过IGBT全桥式逆变电路后，经过由驱动电路下发的SPWM信号，再经过LC滤波电路，获得正弦波输出电压，与电网连接或直接给负载供电。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于高速永磁发电机的变频电源系统，其特征在于：其包括组成变频电源系统的升压电路、制动电路、整流电路、直流部分、逆变电路、滤波电路、采样回路、系统控制和保护部分，所述高速永磁发电机在额定转速时输出电压频率为333Hz，定子绕组分成两套相差为30°的双绕组，通过QF1塑壳断路器输入到变压器升压至变频电源二极管不控整流侧，在直流母线上获得稳定的直流母线电压，该直流母线电压经过IGBT全桥式逆变电路后，经过由驱动电路下发的SPWM信号，再经过LC滤波电路，获得正弦波输出电压，与电网连接或直接给负载供电。


2.根据权利要求1所述的一种用于高速永磁发电机的变频电源系统，其特征在于：所述整流电路由六个二极管组成，将发电机输入的交流电压变换成直流电；所述直流部分由八个直流电容组成，保持直流侧电压的稳定。


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【专利技术属性】
技术研发人员：王晓坤，任晓峰，尚磊，
申请(专利权)人：苏州乾能电气有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32