四象限直流电机调速系统技术方案

本发明专利技术公开了四象限直流电机调速系统，具体涉及直流电机技术领域，其技术方案是：包括直流电机，所述直流电机电性连接LCL电路，所述LCL电路电性连接储能电容，所述LCL电路电性连接IGBT模块，所述IGBT模块电性连接电抗器一和电抗器二，所述电抗器一和所述电抗器二之间电性连接电容器，所述电抗器二电性连接断路器，本发明专利技术有益效果是：通过采用IGBT模块替代原可控硅整流，将交流电整流为直流，通过电容储能，实现四象限功能控制，然后通过IGBT脉宽调制进行电压调整达到调压调速目的，最后通过电源侧LCL电路对整流波形进行进一步整形，达到无谐波整流功能。

【技术实现步骤摘要】
四象限直流电机调速系统
本专利技术涉及直流电机领域，具体涉及四象限直流电机调速系统。
技术介绍
直流电机是将直流电能转换为机械能的电动机，直流电机转子部分由电枢铁芯、电枢、换向器等装置组成，因其良好的调速性能而在电力拖动中得到广泛应用，直流电机的性能与它的励磁方式密切相关，通常直流电机的励磁方式有四种，直流他励电动机、直流并励电动机、直流串励电动机和直流复励电动机，对容量较大的直流电动机，通常采用降电压起动，即由单独的可调压直流电源对电机电枢供电，控制电源电压既可使电机平滑起动，又能实现调速。现有技术存在以下不足：目前的直流电机调速都是采用三相六脉冲可控硅调压调速结构，虽然结构简单操作方便，但是其谐波分量很大，功率因数很低。因此，专利技术四象限直流电机调速系统很有必要。
技术实现思路
为此，本专利技术提供四象限直流电机调速系统，通过采用IGBT模块替代原可控硅整流，将交流电整流为直流，通过电容储能，实现四象限功能控制，然后通过IGBT脉宽调制进行电压调整达到调压调速目的，最后通过电源侧LCL电路对整流波形进行进一步整形，达到无谐波整流功能，以解决直流电机调速谐波分量很大，功率因数很低的问题。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：四象限直流电机调速系统，包括直流电机，所述直流电机电性连接LCL电路，所述LCL电路电性连接储能电容，所述LCL电路电性连接IGBT模块，所述IGBT模块电性连接电抗器一和电抗器二，所述电抗器一和所述电抗器二之间电性连接电容器，所述电抗器二电性连接断路器。优选的，所述直流电机采用600V供电。优选的，所述直流电机采用IGBT脉宽进行直流调压调速。优选的，所述直流电机采用三地控制，三地之间采用光缆通讯，通讯采用485通讯规约。优选的，所述直流电机控制由启动和停止按钮控制所述断路器。优选的，所述IGBT模块将交流电整流为直流。优选的，所述IGBT模块的脉宽调制进行电压调整。优选的，所述LCL电路对整流波形进行进一步整形。优选的，所述LCL电路左端设为正极，所述LCL电路右端设为负极。优选的，所述电抗器一和所述电抗器二设置三组。本专利技术的有益效果是：采用IGBT模块替代原可控硅整流，将交流电整流为直流，通过电容储能，实现四象限功能控制，然后通过IGBT脉宽调制进行电压调整达到调压调速目的，最后通过电源侧LCL电路对整流波形进行进一步整形，达到无谐波整流功能，解决了直流电机谐波污染，降低用电设备故障率，解决了直流电机功率因数低下，电机效率提高，采用四象限原理，实现功率双向逆变，取消原功率吸收电阻，将电机发电功率逆变到电源端降低网供电量，节约生产成本，可以自动无级进行电压补偿，既保证了电机功率稳定，又减少电机启动或加载过程中对其它用电设备的影响。附图说明图1为本专利技术提供的四象限直流电机调速系统的原理示意图；图2为本专利技术提供的四象限直流电机调速系统的改造原理示意图。图中：直流电机1、储能电容2、IGBT模块3、电抗器一4、电抗器二5、断路器6、电容器7、正极8、负极9、LCL电路10。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。参照附图1-图2，四象限直流电机调速系统，包括直流电机1；进一步地，所述直流电机1电性连接LCL电路10，所述LCL电路10电性连接储能电容2，所述LCL电路10电性连接IGBT模块3，所述IGBT模块3电性连接电抗器一4和电抗器二5，所述电抗器一4和所述电抗器二5之间电性连接电容器7，所述电抗器二5电性连接断路器6，具体的，直流电机1采用直流调压调速，即交流电源经四象限整流后储存在电容上，形成稳定直流电压，而后通过IGBT脉宽调压供直流电机1，达到调压调速功能，采用四象限原理，实现功率双向逆变，取消原功率吸收电阻，将电机发电功率逆变到电源端降低网供电量，节约生产成本，可以自动无级进行电压补偿，既保证了电机功率稳定，又减少电机启动或加载过程中对其它用电设备的影响，直流电机1的采样信号有直流母线电压、直流输出电压、电机转速编码器、直流电流，电流电压信号均为霍尔传感器0-40mA，通过光纤输出，正向反向各一组光纤信号，直流电机1设置为Z710-3，电机功率1000KW，额定电压0-750V，额定转速1200n/min，最高转速1500n/min，励磁额定电流17A，大于额定转速时需要弱磁调整小于额定转速时励磁电流不变，通讯内容为速度设定值、当前转速、电机电压、电机电流、电机功率、当前扭矩、启动、停止和急停，操作采用触摸屏操作，司钻台要求升速、降速还要具备采用脚踏开关操作升降速度控制，根据速度确定开关频率，实现换向无火花运行，双机并列时要求电流保持一致，LCL电路10具有对整流波形进行进一步整形的作用，达到无谐波整流功能，储能电容2具有对直流电储能的作用，IGBT模块3替代原可控硅整流，将交流电整流为直流的作用，解决了直流电机谐波污染，降低用电设备故障率，解决了直流电机功率因数低下，电机效率提高，电抗器一4和电抗器二5设置为CDL-600-0600-EIDA，电抗器一4和电抗器二5安装在变频系统中的直流整流环节和逆变环节两个单位之间，主要用途就是能够把叠加到直流电流上的交流分量限制在某一项规定的数值中，可以有效的确保了整流电流的持续性并且还能降低电流脉冲数值，从而直流电抗器能促使逆变环节的运作更加的可靠与稳定，同时起到改善了变频器的功率因数的作用，电容器7设置为PTC，电容器7具有储存直流电的作用，实现四象限功能控制，断路器6设置为DW17-400/3，断路器6具有合闸与分闸的作用，断路器位置信号合闸后启动调速装置，具有切断和接通负荷电路，以及切断故障电路，防止事故扩大，保证安全运行，也可用来控制不频繁起动的电动机，它功能相当于闸刀开关；进一步地，所述直流电机1采用600V供电，具体的，它由10KV电源供电，经变压器降压为600V和400V电压，400V供井区动力和生活用电，600V供2台变直流电机；进一步地，所述直流电机1采用IGBT脉宽进行直流调压调速，具体的，采用四象限结构，整流和直流调压模块均采用IGBT模块3和PWM调制方式；进一步地，所述直流电机1采用三地控制，三地之间采用光缆通讯，通讯采用485通讯规约，具体的，通讯内容为：速度设定值、当前转速、电机电压、电机电流、电机功率、当前扭矩、启动、停止、急停；进一步地，所述直流电机1控制由启动和停止按钮控制所述断路器6，具体的，然后由断路器6位置信号合闸后启动调速装置，由停止按钮启动控制减速，当速度为零时发出断路器分闸命令，急停按钮关闭控制器调制脉宽，跳开断路器6；进一步地，所述IGBT模块3将交流电整流为直流，具体的，通过电容储能，实现四象限功能控制；进一步地，所述IGBT模块3的脉宽调制进行电压调整，具体的，达到调压调速目的；<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.四象限直流电机调速系统，包括直流电机(1)，其特征在于：所述直流电机(1)电性连接LCL电路(10)，所述LCL电路(10)电性连接储能电容(2)，所述LCL电路(10)电性连接IGBT模块(3)，所述IGBT模块(3)电性连接电抗器一(4)和电抗器二(5)，所述电抗器一(4)和所述电抗器二(5)之间电性连接电容器(7)，所述电抗器二(5)电性连接断路器(6)。/n

【技术特征摘要】
1.四象限直流电机调速系统，包括直流电机(1)，其特征在于：所述直流电机(1)电性连接LCL电路(10)，所述LCL电路(10)电性连接储能电容(2)，所述LCL电路(10)电性连接IGBT模块(3)，所述IGBT模块(3)电性连接电抗器一(4)和电抗器二(5)，所述电抗器一(4)和所述电抗器二(5)之间电性连接电容器(7)，所述电抗器二(5)电性连接断路器(6)。


2.根据权利要求1所述的四象限直流电机调速系统，其特征在于：所述直流电机(1)采用600V供电。


3.根据权利要求1所述的四象限直流电机调速系统，其特征在于：所述直流电机(1)采用IGBT脉宽进行直流调压调速。


4.根据权利要求1所述的四象限直流电机调速系统，其特征在于：所述直流电机(1)采用三地控制，三地之间采用光缆通讯，通讯采用485通讯规约。


...

【专利技术属性】
技术研发人员：张汝建，
申请(专利权)人：张汝建，
类型：发明
国别省市：江苏;32