大功率高可靠的斩波串激调速装置制造方法及图纸

一种大功率高可靠的斩波串激调速装置，具有六相驱动的ＩＧＢＴ斩波器和带“逆变颠覆”故障保护的ＳＣＲ有源逆变器，它是由整流器、ＩＧＢＴ斩波器、快速切断开关、直流电抗器、ＳＣＲ逆变器、驱动控制电路一起构成的系统，可用于大功率电动机的斩波串激调速装置中，适用于１８００ＫＷ－３０００ＫＷ斩波调速装置，完全消除了“逆变颠覆”时损坏元件问题，保证了逆变器的连续运行。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种大功率、高可靠的斩波调速装置，它是由整流器、六相Boost斩波器、 带颠覆保护的有源逆变器一起构成的系统，可用于电动机的斩波串激调速装置中，属环保节 能领域。技术背景目前，斩波串激调速装置中，大多采用单一驱动信号的斩波器。公知斩波串激调速装置 构造是由电抗器、斩波器开关、二极管和滤波电容器、有源逆变器，经适当连接组合而成。 将Boost斩波器用于斩波串激调速装置中，通过改变斩波器驱动信号的占空比，来达到改变电 动机转速的目的。但是，采用单一驱动信号的大功率斩波器在工作过程中，存在谐波干扰大 的缺点；用可控硅元件制作的有源逆变器，固有一个"逆变颠覆"的问题，所以可靠性低。
技术实现思路
为了克服现有单一驱动信号的大功率斩波器及用可控硅元件制作的有源逆变器，存在谐 波干扰大、可靠性低、容量小的缺点，本技术提供一种低谐波干扰、高可靠的大功率斩波 串激调速装置，它是由六相驱动的Boost斩波器和有颠覆保护的有源逆变器配合其它电路组 成。六相驱动的Boost斩波器所产生的谐波干扰的幅度小于单一驱动信号斩波器谐波干扰的 1/6;带颠覆故障保护的有源逆变器，当逆变器发生颠覆故障时能得到完全保护。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是在金属柜内安装一个冷却用的风道， 在风道内安装两块铝散热器(分正面散热器和背面散热器)，在正面散热器的表面，安装6只 斩波器开关(本方案采用IGBT元件)，安装在金属柜底部的6只直流电抗器的一端连接在整流 器的输出铜排(+)极上，直流电抗器的另一端分别穿过6只电流传感器再分别与6只IGBT的集电 极及6只二极管的阳极连接，而这6只二极管的阴极连接在一起，并连接到滤波电容器的一端 作为斩波器的输出(+)端；6只IGBT的发射极连接在一起，并与整流器的输出(-)极及滤波电容 器的另一端连接在一起作为斩波器的输出(-)端。在6只IGBT的栅极上施加相位依次相差1/6 周期的驱动信号，每个驱动信号的频率为1KHZ,釆用电感量为l豪亨的直流电抗器，当驱动信 号的占空比为80%时，整流器输出电流的脉动率小于1%。只要同步地调节这6个驱动信号的占 空比就可以实现调节电动机的转速的目的。每一个IGBT元件被驱动信号控制导通或关断时，对应的每个直流电抗器中都流过脉动的直流电流，但这6个脉动电流在相位上依次相差l/6周期，在整流器中，则是这6个直流电抗器 中电流的合成，合成电流的脉动的频率是6KHZ，在外部电抗值相同的情况下，总电流的脉动 幅度等于各个分支电流脉动幅度的1/6。在背面散热器的表面，安装整流器元件、颠覆保护电路和逆变器的可控硅元件。斩波器 的直流输出(+)极经过电抗器(5)和电流传感器(6)和颠覆保护电路(8)，加到由6只可控 硅元件组成的逆变器(9)的直流输入(+)端；斩波器的直流输出(-)极加到逆变器的直流输入 (-)端。逆变器的6只可控硅元件分别由6个驱动信号控制。这6个驱动信号，在相位上依次相 差60"电角。逆变器的输出连接到交流电容器，然后输出三相交流电压。同步电压直接从逆变器输出端取样。本技术的效果是，降低了斩波器给整流源造成的谐波干扰(降低到1/N以下，N即斩 波器的相数)；提高了装置容量；由于"逆变颠覆"得到有效保护，不会造成调速工作中断， 故可靠性高。附图说明以下结合附图和实施例对本技术进一步说明。 图l是本技术的电路原理图。 图2是本技术的实施例的结构正面图。 图3是本技术的实施例的结构背面图。图中(l).直流电抗器Ll、 L2、 L3、 L4、 L5、 L6(lraH)， (2).斩波器开关6只FD800R1700K ， (3).吸收电容器(941C2KW2K)， (4).吸收电容器(MFOl. 5/3800) ， (5).直流电抗器2mH， (6). 电流传感器，(7).驱动电路，(8).颠覆保护电路FD8O0R17K， (9).可控硅逆变器MTC900A/3600V， (10).逆变器输出端子，(ll).交流电容器，(12).装置输出端子，(13).输入端子，(14).均流 电抗器，(15).整流器元件，(16).整流器输出(+)极铜排，(17).屏蔽合，(18).铝散热器， (19).斩波器连接母板，(20).冷却风道，(21).电流传感器具体实施方式在图l中，输入电流端子(13)连接到均流电抗器(14),均流电抗器的输出连接到整流 器(15)的交流输入端，整流器的输出(+ )极铜排(16)与6只直流电抗器(1)的一端连接在 —起，6只直流电抗器的另一端经6只电流传感器(21)分别与6只IGBT (2)的集电极及6只二 极管的阳极连接在一起。6只二极管的阴极连接在一起、并与滤波电容(4)的一端连接在一起 作为斩波器的输出(+)极。每只IGBT元件的发射极与二极管阴极间并接一只吸收电容(3)。斩 波器的输出(+)与电抗器(5)的一端连接，电抗器(5)的另一端与电流传感器(6)的一 端连接，电流传感器的另一端与颠覆保护电路(8)的输入端连接，颠覆保护电路由两只FD800R17K型IGBT并联配合其它元件组成，颠覆保护电路的输出端与逆变器(9)的直流输入 (+)极连接，逆变器的(-)极输入端与整流器(-)极输出端、滤波电容器(4)的另一端连接。逆变 器(9)的输出经由端子(10)与交流电容器(11)、输出端子(12)并联连接，经过输出端子连 接到外部电动机的反馈绕组。交流电容器的容量为电动机容量的25%-30%。电流传感器(6) 检测电流大于逆变器最大输出电流的200%时，颠覆保护电路关断1.2秒钟，同时封锁逆变器驱 动信号的时间是0.6秒钟，同时封锁斩波器的驱动信号的时间是2秒钟。散热器(18)安装在风 道(20)内。每个直流电抗器中的电流被电流传感器(21)检测，并且与总的斩波器电流的1/6 进行比较，其差值被用来控制各自驱动信号的脉冲宽度，由此保证6只电抗器中的电流的大小 一致。在图2中，散热器(18)正面的表面上安装6只IGBT元件(2)，安装在柜底部的直流电抗器 的一端穿过电流传感器后连接到斩波器IGBT元件(2)的集电极并与二极管的阳极连接在一起， 二极管的阴极都连接到母板(19)的(+)极板上，并且与吸收电容(3)、滤波电容(4)的一端连接 在一起，而IGBT元件的发射极都连接到母板(19)的(-)极板上，并且与吸收电容(3)、滤波电 容(4)的另一端连接在一起。母板(19)是两块互相绝缘的铜板，铜板的厚度为2mra，它们之间 的绝缘材料采用复合电工绝缘纸，耐压强度为工频3KV/1分钟；吸收电容(3)紧靠IGBT元件(2) 的连接端子安装，IGBT集电极的电压尖峰小于额定运行电压值的20免。在图3中，散热器(18)的背面表面上安装6只整流器二极管(15)、颠覆保护电路(8)和3 只逆变器的可控硅元件(9)。来自外部电动机转子回路的电缆经由输入端子(13)连接到均流 电抗器，均流电抗器L8-L10的输出端依次连接到二极管(15)的交流输入端子。整流器的输出 (+)极铜排(16)与安装在金属柜底部的6只直流电抗器的一端连接。逆变器的正极输入端与颠 覆保护电路(8)的输出端连接，颠覆保护的输入经由端子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大功率高可靠的斩波串激调速装置，在金属柜内，整流器、六相Ｂｏｏｓｔ斩波器、颠覆保护电路、有源逆变器顺序电连接，其特征是：输入端（１３）经均流电抗器（１４）与整流器（１５）的交流端电连接，整流器输出（＋）极母排（１６）与６只直流电抗器（１）的一端电连接，直流电抗器的另一端穿过６只电流传感器（２１）后分别与６只ＩＧＢＴ（２）的集电极电连接，６只二极管的阴极与吸收电容（３）、（４）的一端及直流电抗器（５）的一端电连接，电抗器（５）的另一端经电流传感器（６）后与颠覆保护电路（８）的输入端电连接，颠覆保护电路输出端与逆变器（９）正极输入端电连接，整流器输出（－）极、６只ＩＧＢＴ（２）的发射极、吸收电容（３）、（４）的另一端及逆变器负极输入端电连接，逆变器的输出端（１０）分别与交流电容器（１１）及输出端子（１２）并联连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：
申请(专利权)人：赵金荣，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]