一种高压同步变频软起动装置调速控制系统及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种高压同步变频软起动装置调速控制系统及方法，包括SFC单元，SFC单元具有三相整流桥、三相逆变桥和控制器；电流检测单元对三相整流桥与三相逆变桥之间的电流采样，并将电流采样信号发送至SFC单元的控制器中；转速检测单元检测高压同步电机的当前转子转速，并将当前转子转速信号发送至SFC单元的控制器中；控制器根据电流采样信号和以及当前转子转速信号与设定转子转速的关系，使三相整流桥工作在整流状态、三相逆变桥工作在逆变状态，由电网向高压同步电机输出功率，或者使三相整流桥工作在逆变状态、三相逆变桥工作在整流状态，由高压同步电机向电网输出功率。由高压同步电机向电网输出功率。由高压同步电机向电网输出功率。

【技术实现步骤摘要】
一种高压同步变频软起动装置调速控制系统及方法


[0001]本专利技术涉及同步电机起动设备
，尤其涉及一种高压同步变频软起动装置调速控制系统及方法。

技术介绍

[0002]高压同步变频软起动装置SFC是高压同步电动机起动之用，通过在SFC的输入侧使用降压变压器，使输入SFC的的整流桥的电压降低，然后整流器进行交
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直变换后，由SFC的逆变桥进行逆变升压后使输出电压与高压同步电动机的定子侧相适应。高压同步变频软起动装置SFC还分别向整流桥和逆变器发出触发信号，控制SFC内的包括整流桥和逆变器的变频器环节输出频率、幅值和相位可调节的三相电流，从而实现高压同步电动机的变频软起动过程。高压同步变频软起动装置SFC的变频器环节采用交
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直
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交方式，实时获取输出三相电流的频率、幅值和相位，达到同步转速跟踪转子转速的目的，根据起动前给定的转速曲线，在合适的时间将高压同步电动机带入全速并网运行，随后断开高压同步变频软起动装置SFC，转由运行线路驱动高压同步电动机运行。
[0003]但是，目前的高压同步变频软起动装置SFC大多只具有起动功能，没有快速降速过程和调速功能，当高压同步电动机的实际转速超过设定的目标转速时，缺乏可靠的降速调速手段，无法快速对电机降速制动。因此，提供一种能可靠实现变频起动和超速后降速调速的控制系统及方法，对于稳定高压同步电机工作状态，可靠并网，是非常必要的。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提出了一种能在宽转速范围快速升速与降速的高压同步变频软起动装置调速控制系统及方法。
[0005]本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0006]一方面，本专利技术提供了一种高压同步变频软起动装置调速控制系统，包括：
[0007]SFC单元，包括三相整流桥、至少一个直流电抗器、三相逆变桥和控制器，三相整流桥与电网电性连接；三相逆变桥与高压同步电机电性连接；三相整流桥的各桥臂的端部分别与至少一个直流电抗器的一端电性连接，至少一个直流电抗器的另一端分别与三相逆变桥的各桥臂的端部电性连接，三相整流桥的各桥臂的另一端与三相逆变桥的各桥臂的另一端之间；三相整流桥和三相逆变桥的各桥臂上均设置有可控硅，可控硅的控制极分别与控制器电性连接；
[0008]电流检测单元，对三相整流桥与三相逆变桥的公共端进行电流采样，并将电流采样信号发送至SFC单元的控制器中；
[0009]转速检测单元，检测高压同步电机的当前转子转速，并将当前转子转速信号发送至SFC单元的控制器中；
[0010]控制器根据电流采样信号和以及当前转子转速信号与设定转子转速的关系，使三相整流桥工作在整流状态、三相逆变桥工作在逆变状态，由电网向高压同步电机输出功率，
或者使三相整流桥工作在逆变状态、三相逆变桥工作在整流状态，由高压同步电机向电网输出功率。
[0011]在以上技术方案的基础上，优选的，所述转速检测单元包括转速测量装置、速度调节装置、第一脉冲发生装置和第二脉冲发生装置；所述转速测量装置设置在高压同步电机的端子处，用于根据高压同步电机的端子电压的过零信号和当前转速，获得转子的当前位置和高压同步电机的功角并发送给速度调节装置、电流检测单元、第一脉冲发生装置输或者第二脉冲发生装置；所述速度调节装置还分别与第一脉冲发生装置的输入端、第二脉冲发生装置的输入端和电流检测单元电性连接；第一脉冲发生装置的输出端和第二脉冲发生装置的输出端分别与三相逆变桥各桥臂上的可控硅的控制极电性连接；速度调节装置还将当前转子速度反馈至电流检测单元中；转速测量装置还将当前转子的转速发送给控制器。
[0012]优选的，所述电流检测单元包括第一电流调节装置、第二电流调节装置、第三脉冲发生装置和第四脉冲发生装置；第一电流调节装置的输入端和第二电流调节装置的输入端均与三相整流桥或者三相逆变桥的各桥臂的公共端电性连接；第一电流调节装置将获取的母线电流作为输入信号，将三相整流桥或者三相逆变桥的各桥臂的公共端的输出的电流信号作为反馈信号，第一电流调节装置的输出端与第三脉冲发生装置的输入端电性连接，第三脉冲发生装置的输出端分别与三相整流桥各桥臂上的可控硅的控制极电性连接；速度调节装置的输出端还与第一电流调节装置的输入端电性连接；
[0013]第二电流调节装置以设定的有源逆变电流设定值作为输入信号，将三相整流桥或者三相逆变桥的各桥臂的公共端的输出的电流信号作为反馈信号；第二电流调节装置的输出端与第四脉冲发生装置的输入端电性连接，第四脉冲发生装置的输出端分别与三相整流桥各桥臂上的可控硅的控制极电性连接；控制器还选择性的向第二电流调节装置的输入端输出有源逆变电流设定值；
[0014]第一电流调节装置或者第二电流调节装置择一运行，调节三相整流桥的输出电流。
[0015]进一步优选的，所述第二电流调节装置的输出端与第四脉冲发生装置的输入端之间还设置有加法器。
[0016]进一步优选的，所述SFC单元的控制器还分别与第一脉冲发生装置和第三脉冲发生装置的输入端电性连接。
[0017]进一步优选的，所述控制器接收的转速测量装置发送的转子当前转速后，确认转子当前转速超过高压同步电机额定空载转速一定阈值时，起动第二电流调节装置、第二脉冲发生装置和第四脉冲发生装置。
[0018]另外，本专利技术还提供了一种高压同步变频软起动装置调速控制方法，包括如下步骤：
[0019]S1：配置上述的高压同步变频软起动装置调速控制系统；
[0020]S2：给定频率起动，在高压同步电机静止的情况下，起动SFC单元，SFC单元为三相整流桥给定整流延时角α，由转速测量装置获取高压同步电机的转置的初始位置，高压同步电机的给定频率为5Hz；
[0021]S3：断续换相运行，将三相逆变桥的电压频率给定值也调整为5Hz，当高压同步电机当前转速不超过额定空载转速10％时，采用强制换相，使三相逆变桥的输出电流降为0，
通过第一脉冲发生装置关断三相逆变桥各桥臂上的可控硅，然后SFC单元的控制器驱动第一脉冲发生装置，再由第一脉冲发生装置向三相逆变桥各桥臂上的可控硅提供触发脉冲信号，使三相逆变桥各桥臂上的可控硅导通并断续换相，在断续换相运行时，三相逆变桥的各桥臂上的可控硅的空载换相超前角γ0＝0；此时SFC单元的控制器通过第三脉冲发生器恢复对三相整流桥的驱动，使三相整流桥具有整流电压输出；
[0022]S4：自然换相切换，在高压同步电机的当前转速达到额定空载转速的10％时，停止三相逆变桥各桥臂上的可控硅的强制换相，利用高压同步电机定子侧的反电动势实现对三相逆变桥各桥臂上的可控硅的自然换相；
[0023]S5：调速运行，将三相逆变桥的触发脉冲的频率调整为工频的50Hz，第一电流调节装置实现闭环运行，第一电流调节装置将母线电流作为输入信号，将三相整流桥或者三相逆变桥的各桥臂的公共端的输出的电流信号作为反馈信号，驱动第三脉冲信号发生装置输出脉冲信号，并调节三相整流桥给定整流延时角本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高压同步变频软起动装置调速控制系统，其特征在于，包括：SFC单元，包括三相整流桥、至少一个直流电抗器、三相逆变桥和控制器，三相整流桥与电网电性连接；三相逆变桥与高压同步电机电性连接；三相整流桥的各桥臂的端部分别与至少一个直流电抗器的一端电性连接，至少一个直流电抗器的另一端分别与三相逆变桥的各桥臂的端部电性连接，三相整流桥的各桥臂的另一端与三相逆变桥的各桥臂的另一端之间；三相整流桥和三相逆变桥的各桥臂上均设置有可控硅，可控硅的控制极分别与控制器电性连接；电流检测单元，对三相整流桥与三相逆变桥之间的电流采样，并将电流采样信号发送至SFC单元的控制器中；转速检测单元，检测高压同步电机的当前转子转速，并将当前转子转速信号发送至SFC单元的控制器中；控制器根据电流采样信号和以及当前转子转速信号与设定转子转速的关系，使三相整流桥工作在整流状态、三相逆变桥工作在逆变状态，由电网向高压同步电机输出功率，或者使三相整流桥工作在逆变状态、三相逆变桥工作在整流状态，由高压同步电机向电网输出功率。2.根据权利要求1所述的一种高压同步变频软起动装置调速控制系统，其特征在于，所述转速检测单元包括转速测量装置、速度调节装置、第一脉冲发生装置和第二脉冲发生装置；所述转速测量装置设置在高压同步电机的端子处，用于根据高压同步电机的端子电压的过零信号和当前转速，获得转子的当前位置和高压同步电机的功角并发送给速度调节装置、电流检测单元、第一脉冲发生装置输或者第二脉冲发生装置；所述速度调节装置还分别与第一脉冲发生装置的输入端、第二脉冲发生装置的输入端和电流检测单元电性连接；第一脉冲发生装置的输出端和第二脉冲发生装置的输出端分别与三相逆变桥各桥臂上的可控硅的控制极电性连接；速度调节装置还将当前转子速度反馈至电流检测单元中；转速测量装置还将当前转子的转速发送给控制器。3.根据权利要求2所述的一种高压同步变频软起动装置调速控制系统，其特征在于，所述电流检测单元包括第一电流调节装置、第二电流调节装置、第三脉冲发生装置和第四脉冲发生装置；第一电流调节装置的输入端和第二电流调节装置的输入端均与三相整流桥和三相逆变桥的各桥臂的公共端电性连接；第一电流调节装置将获取的母线电流作为输入信号，将三相整流桥和三相逆变桥的各桥臂的公共端的输出的电流信号作为反馈信号，第一电流调节装置的输出端与第三脉冲发生装置的输入端电性连接，第三脉冲发生装置的输出端分别与三相整流桥各桥臂上的可控硅的控制极电性连接；速度调节装置的输出端还与第一电流调节装置的输入端电性连接；第二电流调节装置以设定的有源逆变电流设定值作为输入信号，将三相整流桥和三相逆变桥的各桥臂的公共端的输出的电流信号作为反馈信号；第二电流调节装置的输出端与第四脉冲发生装置的输入端电性连接，第四脉冲发生装置的输出端分别与三相整流桥各桥臂上的可控硅的控制极电性连接；控制器还选择性的向第二电流调节装置的输入端输出有源逆变电流设定值；第一电流调节装置或者第二电流调节装置择一运行，调节三相整流桥的输出电流。4.根据权利要求3所述的一种高压同步变频软起动装置调速控制系统，其特征在于，所
述第二电流调节装置的输出端与第四脉冲发生装置的输入端之间还设置有加法器。5.根据权利要求3所述的一种高压同步变频软起动装置调速控制系统，其特征在于，所述SFC单元的控制器还分别与第一脉冲发生装置和第三脉冲发生装置的输入端电性连接。6.根据权利要求3所述的一种高压同步变频软起动装置调速控制系统，其特征在于，所述控制器接收的转速测量装置发送的转子当前转速后，确认转子当前转速超过高压同步电机额定空载转速一定阈值时，起动第二电流调节装置、第二脉冲发生装置和第四脉冲发生装置。7.一种高压同步变频软起动装置调速控制方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：配置如权利要求5<...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁业庭，杜元刚，师光辉，肖钧，程映游，毕华同，宗亮，
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：