一种同步电动机高压同步变频软起动装置及其起动方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种同步电动机高压同步变频软起动装置及其起动方法，所述装置包括：降压变压器模块、整流桥模块、逆变桥模块和同步电动机模块。通过取消了升压变压器，可节省一个变压器的成本，结构更加简单，但保留了降压变压器，降压变压器可以消除整流桥对网侧的谐波影响。波影响。波影响。

【技术实现步骤摘要】
一种同步电动机高压同步变频软起动装置及其起动方法


[0001]本专利技术涉及同步电动机控制
，尤其涉及一种同步电动机高压同步变频软起动装置及其起动方法。

技术介绍

[0002]同步电动机是属于交流电机，它的转子旋转速度与定子绕组所产生的旋转磁场的速度是一样的，所以称为同步电动机。正由于这样，同步电动机的电流在相位上是超前于电压的，即同步电动机是一个容性负载。为此，在很多时候，同步电动机是用以改进供电系统的功率因数的。由于同步电动机可以通过调节励磁电流使它在超前功率因数下运行，有利于改善电网的功率因数，因此，大型设备，如大型鼓风机、水泵、球磨机、压缩机、轧钢机等，常用同步电动机驱动。
[0003]而目前的高压同步变频软起动装置是经过降压变压器，整流桥，直流平波电抗器，逆变桥，升压变压器，高
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低
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高结构的拓扑结构，如中国专利CN114268249A公开了一种高压同步变频软起动设备及其起动方法，包括谐波滤波器、降压变压器、升压变压器、整流桥、逆变桥、控制盘、同步电动机和燃气轮机，降压变压器将降压后的高压电网电压作为整流桥的输入电压，整流桥对输入的电压进行整流，输出直流电压，逆变桥将输入的直流电压逆变成交流信号，并送入升压变压器的低压端；升压变压器将逆变桥输入的电压升压后选择性的输出至高压电网，作为同步电动机的起动信号，这种高
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低
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高结构比较复杂。因此，如何设计一种结构更加简单的高压同步变频调相机控制系统，是迫切需要解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提出了一种同步电动机高压同步变频软起动装置及其起动方法，以解决现有的高压同步变频调相机控制系统高
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低
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高结构比较复杂的问题。
[0005]本专利技术的技术方案是这样实现的：一方面，本专利技术提供了一种同步电动机高压同步变频软起动装置，其中，所述装置包括：
[0006]降压变压器模块、整流桥模块、逆变桥模块和同步电动机模块；
[0007]所述降压变压器模块，高压侧与高压电网电性连接，低压侧与所述整流桥模块的输入端电性连接，用于将高压电网电压降压后作为所述整流桥模块的输入电压；
[0008]所述整流桥模块，输出端与所述逆变桥模块的输入端电性连接，用于对降压后的输入电压进行整流，输出直流电压至所述逆变桥模块；
[0009]所述逆变桥模块，输出端与同步电动机模块电性连接，用于将输入的直流电压逆变成交流信号，并送入所述同步电动机模块，作为同步电动机的起动信号；
[0010]所述同步电动机模块，用于在接收到起动信号后，控制同步电动机同轴带动被驱动装置起动。
[0011]在以上技术方案的基础上，优选的，还包括两台励磁柜，分别与电机励磁机电性连接；
[0012]其中一台为起动励磁柜，通过断路器QF2与电机励磁机电性连接；
[0013]另一台为运行励磁柜，通过断路器QF1与电机励磁机电性连接。
[0014]在以上技术方案的基础上，优选的，所述同步电动机包括励磁机定子、励磁机转子、励磁旋转整流器、主电机转子和主电机定子；
[0015]所述励磁机定子，与励磁柜电性连接；
[0016]所述励磁机转子，与所述励磁旋转整流器电性连接；
[0017]所述励磁旋转整流器，与所述主电机转子电性连接；
[0018]所述主电机定子，与所述被驱动装置电性连接。
[0019]在以上技术方案的基础上，优选的，所述降压变压器采用三绕组变压器，降压变压器的高压侧和低压侧均采用DY11接法。
[0020]在以上技术方案的基础上，优选的，所述整流桥与所述降压变压器的每路低压侧连接的部分均包括由12个带续流二极管的晶闸管构成的三路桥臂，每路桥臂的上桥臂和下桥臂分别设置有2个晶闸管；
[0021]所述逆变桥包括由24个带续流二极管的晶闸管构成的三路桥臂，每路桥臂的上桥臂和下桥臂分别设置有4个晶闸管；
[0022]所述整流桥其中一个三路桥臂的每个上桥臂均与所述逆变桥的每个上桥臂电性连接，所述整流桥其中一个三路桥臂的每个下桥臂均与所述整流桥另一个三路桥臂的每个上桥臂电性连接，所述整流桥另一个三路桥臂的每个下桥臂均与所述逆变桥的每个下桥臂电性连接。
[0023]在以上技术方案的基础上，优选的，还包括平波电抗器；
[0024]所述平波电抗器串联设置于整流桥和逆变桥之间，用于对母线电流进行平波。
[0025]另一方面，本专利技术提供一种同步电动机高压同步变频软起动装置的起动方法，其采用了如上所述的同步电动机高压同步变频软起动装置，其中，包括如下步骤：
[0026]S1.起动前控制柜上电后，SFC装置进行初始化，与励磁柜建立起通信，等待DCS发出起动指令，DCS发出起动指令后，SFC装置进行起动过程；
[0027]S2.选择断路器QF2合闸，首先给起动励磁柜发出投励指令，并检测起动励磁柜的反馈信号及电压信号检测正常后，开始进入低速断续控制过程；当电机转速达到额定转速的10％后，进行电流环PID调节，电机端电压模拟量的计算，SFC装置判断电机端电压信号是否达到3kV；若端电压达到3kV，则按设定步长减小励磁，保证电机端电压不超过3kV，SFC装置将电机带到51Hz，完成起动过程；
[0028]S3.SFC装置将电机带到51Hz后，SFC装置退出，选择断路器QF2分闸，起动励磁柜退出，电机自然降速，进入同期过程；
[0029]S4.选择断路器QF1合闸，运行励磁柜投励磁，同期装置检测电机端电压与网侧电压信号幅值、相位、频率一致，则发出运行柜合闸信号，电机并网成功，运行励磁柜进入运行控制模式；
[0030]S5.若电机降速低于49Hz，同期装置退出，选择断路器QF1分闸，运行励磁柜停止输出；同期装置发出起动信号到SFC装置，SFC装置重新进入起动过程；选择断路器QF2合闸，起动励磁柜先投励，SFC装置检测当前转速条件是否大于10％额定转速；判断满足条件后，SFC装置飞车起动，进入负载换相过程，重新将电机带到51Hz的频率，SFC装置退出，选择断路器
QF2分闸，起动励磁柜退出，重新进入到同期过程。
[0031]本专利技术的同步电动机高压同步变频软起动装置及其起动方法相对于现有技术具有以下有益效果：
[0032](1)通过取消了升压变压器，可节省一个变压器的成本，结构更加简单，但保留了降压变压器，降压变压器可以消除整流桥对网侧的谐波影响；
[0033](2)通过起动励磁柜受SFC装置在电机起动中控制，运行励磁柜受同期装置控制，以及在电机并网后选择恒电流、恒无功功率、恒功率因数其中一种运行控制模式；
[0034](3)当一次并网不成功的时候，电机转速低于额定转速的时候，励磁输出停止，SFC装置接收到飞车起动信号，合上出线高压柜，并且与励磁柜进行通讯，给定励磁输出，迅速跟踪上电机转子位置，重新本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种同步电动机高压同步变频软起动装置，其特征在于：所述装置包括：降压变压器模块、整流桥模块、逆变桥模块和同步电动机模块；所述降压变压器模块，高压侧与高压电网电性连接，低压侧与所述整流桥模块的输入端电性连接，用于将高压电网电压降压后作为所述整流桥模块的输入电压；所述整流桥模块，输出端与所述逆变桥模块的输入端电性连接，用于对降压后的输入电压进行整流，输出直流电压至所述逆变桥模块；所述逆变桥模块，输出端与同步电动机模块电性连接，用于将输入的直流电压逆变成交流信号，并送入所述同步电动机模块，作为同步电动机的起动信号；所述同步电动机模块，用于在接收到起动信号后，控制同步电动机同轴带动被驱动装置起动。2.如权利要求1所述的同步电动机高压同步变频软起动装置，其特征在于：还包括两台励磁柜，分别与电机励磁机电性连接；其中一台为起动励磁柜，通过断路器QF2与电机励磁机电性连接；另一台为运行励磁柜，通过断路器QF1与电机励磁机电性连接。3.如权利要求2所述的同步电动机高压同步变频软起动装置，其特征在于：所述同步电动机包括励磁机定子、励磁机转子、励磁旋转整流器、主电机转子和主电机定子；所述励磁机定子，与励磁柜电性连接；所述励磁机转子，与所述励磁旋转整流器电性连接；所述励磁旋转整流器，与所述主电机转子电性连接；所述主电机定子，与所述被驱动装置电性连接。4.如权利要求1所述的同步电动机高压同步变频软起动装置，其特征在于：所述降压变压器模块采用三绕组变压器，降压变压器的高压侧和低压侧均采用DY11接法。5.如权利要求4所述的同步电动机高压同步变频软起动装置，其特征在于：所述整流桥模块与所述降压变压器模块的每路低压侧连接的部分均包括由12个带续流二极管的晶闸管构成的三路桥臂，每路桥臂的上桥臂和下桥臂分别设置有2个晶闸管；所述逆变桥模块包括由24个带续流二极管的晶闸管构成的三路桥臂，每路桥臂的上桥臂和下桥臂分别设置有4个晶闸管；所述整流桥模块其中一个三路桥臂的每个上桥臂均与所述逆变桥模块的每个上桥臂电...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁业庭，师光辉，邓双，李玉秋，史红艳，史强，
申请(专利权)人：大力电工襄阳股份有限公司，
类型：发明
国别省市：