一种三相输入多相输出式四象限一体机电路制造技术

本申请公开了一种三相输入多相输出式四象限一体机电路，包括：LC滤波回路、上电缓冲回路、变频整流回路、滤波分压回路、变频逆变回路、永磁同步电动机，LC滤波回路的第一端与三相交流电源电连接，第二端与上电缓冲回路的第一端电连接，变频整流回路的两端分别与上电缓冲回路的第二端和滤波分压回路的第一端电连接，变频逆变回路的两端分别与滤波分压回路的第二端和永磁同步电动机电连接，上述回路的能量双向流动，永磁同步电动机电动发电状态下产生的能量回馈给三相交流电源。三相输入多相输出式四象限一体机电路，三相输入多相输出，能够有效提高电机的输出转矩。具备能量回馈功能，能够将电机所发的电回馈利用，更加节能高效。

【技术实现步骤摘要】
一种三相输入多相输出式四象限一体机电路
本申请涉及工业变频驱动控制
，具体涉及一种三相输入多相输出式四象限一体机电路。
技术介绍
目前，永磁变频电机一体机的应用还十分少见，所用设备基本都为变频器和电机分开配合使用，需要占用大量的安装面积，同时大部分变频器安装时与电机的距离较远,不仅安装较为复杂,而且较长的电缆增加安装成本的同时还会产生较多的干扰，使du/dt增大，影响变频器驱动性能的同时还会影响电机的绝缘氧化，减少电机的寿命。现有的一体机也都为简单的三相输入三相输出式两象限一体机，而更加节能，性能更为优良的四象限多相输出式一体机尚无设计应用方案。相比异步电机来说，永磁同步电机效率更高，启动转矩更大，在节约电能和减小对电网的等方面相比异步电机也具有较大优势。多相电机具有输出转矩大，对绕组绝缘要求低的优点。随着科技进步，煤炭输送等对设备的转矩及功率要求变得更高，多相永磁同步电动机将成为一种发展的方向。传统的一体机大多体积较大，结构较为复杂，一体机电机部分也大多为异步电机结构，存在众多的不足之处。现存产品变频与电机输出距离受限，输出谐波尖峰对电机绝缘影响较大，输出转矩大，因此现有的一体机性能有待提高。
技术实现思路
本申请为了解决上述技术问题，提出了如下技术方案：第一方面，本申请实施例提供了一种三相输入多相输出式四象限一体机电路，包括：LC滤波回路、上电缓冲回路、变频整流回路、滤波分压回路、变频逆变回路、永磁同步电动机，所述LC滤波回路的第一端与三相交流电源电连接，第二端与所述上电缓冲回路的第一端电连接，所述变频整流回路的两端分别与所述上电缓冲回路的第二端和所述滤波分压回路的第一端电连接，所述变频逆变回路的两端分别与所述滤波分压回路的第二端和永磁同步电动机电连接，上述回路的能量双向流动，永磁同步电动机电动发电状态下产生的能量回馈给所述三相交流电源。采用上述实现方式，三相输入多相输出式四象限一体机电路，三相输入多相输出，能够有效提高电机的输出转矩。具备能量回馈功能，能够将电机所发的电回馈利用，更加节能高效。结合第一方面，在第一方面第一种可能的实现方式中，所述LC滤波回路包括第一电容、第二电容、第三电容和电抗器，所述电抗器的三相绕组第一端分别串联在三相交流电源中，第二端与所述上电缓冲回路电连接；所述第一电容的第一端、第二电容的第一端和第三电容的第一端连接在一起，所述第一电容的第二端、第二电容的第二端和第三电容的第二端分别连接到三相交流电源的不同相端。与传统的LCL滤波回路相比，保证性能的同时，省略掉一个交流电抗器，结构更简单，有效降低产品的生产成本。结合第一方面第一种可能的实现方式，在第一方面第二种可能的实现方式中，所述上电缓冲回路包括控制开关、第一电阻、第二电阻和第三电阻，所述控制开关包括三个子开关，所述第一电阻、所述第二电阻和所述第三电阻的两端分别与不同的子开关的两端电连接，所述第一电阻的第一端、所述第二电阻的第一端和所述第三电阻的第一端分别与所述电抗器的第二端电连接，所述第一电阻的第二端、所述第二电阻的第二端和所述第三电阻的第二端分别与所述变频整流回路的第一端电连接。结合第一方面第二种可能的实现方式，在第一方面第三种可能的实现方式中，所述变频整流回路包括：第一IGBT模块、第二IGBT模块、第三IGBT模块、第四IGBT模块、第五IGBT模块、第六IGBT模块、第七IGBT模块、第八IGBT模块、第九IGBT模块、第十IGBT模块、第十一IGBT模块、第十二IGBT模块、第十三IGBT模块、第十四IGBT模块、第十五IGBT模块、第十六IGBT模块、第十七IGBT模块和第十八IGBT模块，其中：每一个IGBT模块包括IGBT反向并联一个续流二极管，第一IGBT模块、第二IGBT模块、第三IGBT模块、第四IGBT模块、第五IGBT模块和第六IGBT模块组成一相桥臂，第七IGBT模块、第八IGBT模块、第九IGBT模块、第十IGBT模块、第十一IGBT模块和第十二IGBT模块组成一相桥臂，第十三IGBT模块、第十四IGBT模块、第十五IGBT模块、第十六IGBT模块、第十七IGBT模块和第十八IGBT模块组成一相桥臂；第一IGBT模块、第二IGBT模块、第三IGBT模块和第四IGBT模块依次串联连接，第一IGBT模块的集电极、第七IGBT模块的集电极和第十三IGBT模块的集电极与母线DC+端电连接，第一IGBT模块的发射极与第二IGBT模块的集电极电连接，第二IGBT模块的发射极与第三IGBT模块的集电极电连接，连接到R相电源；第三IGBT模块的发射极与第四IGBT模块的集电极电连接，第四IGBT模块的发射极发射极、第十IGBT模块的集电极和第十六IGBT模块的发射极均与母线DC-端电连接；第五IGBT模块和第六IGBT模块串联连接，第五IGBT模块的集电极与第一IGBT模块的发射极电连接，第六IGBT模块的发射极与第四IGBT模块的集电极电连接；第七IGBT模块、第八IGBT模块、第九IGBT模块和第十IGBT模块依次串联连接，第七IGBT模块的发射极与第八IGBT模块的集电极电连接，第八IGBT模块的发射极与第九IGBT模块的集电极电连接，连接到S相电源；第九IGBT模块的发射极与第十IGBT模块的集电极电连接，第十一IGBT模块和第十二IGBT模块串联连接，第十一IGBT模块的集电极与第七IGBT模块的发射极电连接，第十二IGBT模块的发射极与第十IGBT模块的集电极电连接；第十三IGBT模块、第十四IGBT模块、第十五IGBT模块和第十六IGBT模块依次串联连接，第十三IGBT模块的发射极与第十四IGBT模块的集电极电连接，第十四IGBT模块的发射极与第十五IGBT模块的集电极电连接，连接到T相电源，第十五IGBT模块的发射极与第十六IGBT模块的集电极电连接，第十七IGBT模块和第十八IGBT模块串联连接，第十七IGBT模块的集电极与第十三IGBT模块的发射极电连接，第十八IGBT模块的发射极与第十六IGBT模块的集电极电连接。变频整流回路为中点钳位三电平拓扑结构，输出谐波较小，电动状态时能够大大降低谐波对电网的影响，发电状态时，回馈波形为梯形波，经LC滤波后更接近于正弦波，更好的回馈电网，不会影响电网电压的畸变。结合第一方面第三种可能的实现方式，在第一方面第四种可能的实现方式中，所述滤波分压回路包括：第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容、第十一电容、第十二电容、第十三电容、第十四电容、第十五电容、第十六电容、第十七电容、第十八电容、第十九电容、第四电阻、第五电阻、第六电阻和第七电阻，其中：第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容和第十一电容依次串联连接，第十二电容、第十三电容、第十四电容、第十五电容、第十六电容、第十七电容、第十八电容和第十九电容依次串联连接，第四电阻、第五电阻、第六电阻和第七电阻依次串联连接；第四电容的第一端和第十二电容的第一端分别与第四电阻的第一端电连接，第五电容的第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三相输入多相输出式四象限一体机电路，其特征在于，包括：LC滤波回路、上电缓冲回路、变频整流回路、滤波分压回路、变频逆变回路、永磁同步电动机，所述LC滤波回路的第一端与三相交流电源电连接，第二端与所述上电缓冲回路的第一端电连接，所述变频整流回路的两端分别与所述上电缓冲回路的第二端和所述滤波分压回路的第一端电连接，所述变频逆变回路的两端分别与所述滤波分压回路的第二端和永磁同步电动机电连接，上述回路的能量双向流动，永磁同步电动机电动发电状态下产生的能量回馈给所述三相交流电源。/n

【技术特征摘要】
1.一种三相输入多相输出式四象限一体机电路，其特征在于，包括：LC滤波回路、上电缓冲回路、变频整流回路、滤波分压回路、变频逆变回路、永磁同步电动机，所述LC滤波回路的第一端与三相交流电源电连接，第二端与所述上电缓冲回路的第一端电连接，所述变频整流回路的两端分别与所述上电缓冲回路的第二端和所述滤波分压回路的第一端电连接，所述变频逆变回路的两端分别与所述滤波分压回路的第二端和永磁同步电动机电连接，上述回路的能量双向流动，永磁同步电动机电动发电状态下产生的能量回馈给所述三相交流电源。


2.根据权利要求1所述的三相输入多相输出式四象限一体机电路，其特征在于，所述LC滤波回路包括第一电容、第二电容、第三电容和电抗器，所述电抗器的三相绕组第一端分别串联在三相交流电源中，第二端与所述上电缓冲回路电连接；所述第一电容的第一端、第二电容的第一端和第三电容的第一端连接在一起，所述第一电容的第二端、第二电容的第二端和第三电容的第二端分别连接到三相交流电源的不同相端。


3.根据权利要求2所述的三相输入多相输出式四象限一体机电路，其特征在于，所述上电缓冲回路包括控制开关、第一电阻、第二电阻和第三电阻，所述控制开关包括三个子开关，所述第一电阻、所述第二电阻和所述第三电阻的两端分别与不同的子开关的两端电连接，所述第一电阻的第一端、所述第二电阻的第一端和所述第三电阻的第一端分别与所述电抗器的第二端电连接，所述第一电阻的第二端、所述第二电阻的第二端和所述第三电阻的第二端分别与所述变频整流回路的第一端电连接。


4.根据权利要求3所述的三相输入多相输出式四象限一体机电路，其特征在于，所述变频整流回路包括：第一IGBT模块、第二IGBT模块、第三IGBT模块、第四IGBT模块、第五IGBT模块、第六IGBT模块、第七IGBT模块、第八IGBT模块、第九IGBT模块、第十IGBT模块、第十一IGBT模块、第十二IGBT模块、第十三IGBT模块、第十四IGBT模块、第十五IGBT模块、第十六IGBT模块、第十七IGBT模块和第十八IGBT模块，其中：
每一个IGBT模块包括IGBT反向并联一个续流二极管，第一IGBT模块、第二IGBT模块、第三IGBT模块、第四IGBT模块、第五IGBT模块和第六IGBT模块组成一相桥臂，第七IGBT模块、第八IGBT模块、第九IGBT模块、第十IGBT模块、第十一IGBT模块和第十二IGBT模块组成一相桥臂，第十三IGBT模块、第十四IGBT模块、第十五IGBT模块、第十六IGBT模块、第十七IGBT模块和第十八IGBT模块组成一相桥臂；
第一IGBT模块、第二IGBT模块、第三IGBT模块和第四IGBT模块依次串联连接，第一IGBT模块的集电极、第七IGBT模块的集电极和第十三IGBT模块的集电极与母线DC+端电连接，第一IGBT模块的发射极与第二IGBT模块的集电极电连接，第二IGBT模块的发射极与第三IGBT模块的集电极电连接，连接到R相电源；第三IGBT模块的发射极与第四IGBT模块的集电极电连接，第四IGBT模块的发射极发射极、第十IGBT模块的集电极和第十六IGBT模块的发射极均与母线DC-端电连接；第五IGBT模块和第六IGBT模块串联连接，第五IGBT模块的集电极与第一IGBT模块的发射极电连接，第六IGBT模块的发射极与第四IGBT模块的集电极电连接；
第七IGBT模块、第八IGBT模块、第九IGBT模块和第十IGBT模块依次串联连接，第七IGBT模块的发射极与第八IGBT模块的集电极电连接，第八IGBT模块的发射极与第九IGBT模块的集电极电连接，连接到S相电源；第九IGBT模块的发射极与第十IGBT模块的集电极电连接，第十一IGBT模块和第十二IGBT模块串联连接，第十一IGBT模块的集电极与第七IGBT模块的发射极电连接，第十二IGBT模块的发射极与第十IGBT模块的集电极电连接；
第十三IGBT模块、第十四IGBT模块、第十五IGBT模块和第十六IGBT模块依次串联连接，第十三IGBT模块的发射极与第十四IGBT模块的集电极电连接，第十四IGBT模块的发射极与第十五IGBT模块的集电极电连接，连接到T相电源，第十五IGBT模块的发射极与第十六IGBT模块的集电极电连接，第十七IGBT模块和第十八IGBT模块串联连接，第十七IGBT模块的集电极与第十三IGBT模块的发射极电连接，第十八IGBT模块的发射极与第十六IGBT模块的集电极电连接。


5.根据权利要求4所述的三相输入多相输出式四象限一体机电路，其特征在于，所述滤波分压回路包括：第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容、第十一电容、第十二电容、第十三电容、第十四电容、第十五电容、第十六电容、第十七电容、第十八电容、第十九电容、第四电阻、第五电阻、第六电阻和第七电阻，其中：<...

【专利技术属性】
技术研发人员：张媛，韩雷，钟磊，蒋志成，吴在超，李志强，许社波，
申请(专利权)人：山东欧瑞安电气有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37