全数字双闭环控制内反馈高频IGBT斩波调速装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种全数字双闭环控制内反馈高频IGBT斩波调速装置，包括整流器（1）、斩波电感（L1）、斩波器，第二二极管（D2）、电容（C）、平波电感（L2）、逆变器（2）、数字信号处理器（5）、电流传感器（3）和速度检测装置（4）；在电机（6）轴上安装速度检测装置，在整流器输出端安装电流传感器；所述调速装置的速度给定值及其它控制量直接送入数字信号处理器，速度检测装置输出接数字信号处理器，电流传感器输出接数字信号处理器，经数字信号处理器运算后输出控制IGBT门极，从而控制流入高频斩波器的整流电流，并将检测到的电流实际值和速度实际值输出至显示器。本实用新型专利技术提高了电机调速系统工作稳定性和可靠性。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于高压(3kv，6kv，IOkv)绕线式异步电动机高频IGBT斩波调速装置，属于交流高压电机调速领域。
技术介绍
目前内反馈高频IGBTansulated Gate Bipolar ^Transistor，绝缘栅双极型晶体管)斩波调速装置中大部分采用占空比直接给定的开环控制，部分厂家采用单回路闭环控制，速度检测值取自电动机转子整流电压。然而，在含有高频IGBT斩波的系统中，转子整流电压是一种斩波频率的脉动波，已经不能完全代表转速实际值了，尤其是在电机转速动态调整过程中，误差在10%以上。为了减少转速的剧烈波动，往往系统控制在设计时，采用较大的时间常数，致使调速系统变化过程缓慢，造成动态响应慢、电流冲击大。在电机负载扰动以及速度给定值变化时，调节时间长，冲击电流大，容易造成系统运行过程中，因为电机电流波动造成过电流现象，严重影响系统运行稳定。难以满足用户需要的稳定可靠工作的要求。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种全数字双闭环控制内反馈高频IGBT斩波调速装置，该调速装置用于内反馈高压绕线式电机调速系统，不仅提高了电动机的速度控制精度， 提高了动态调节品质，而且还大大提高了电机调速系统工作的稳定性和可靠性。为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案一种全数字双闭环控制内反馈高频IGBT斩波调速装置，包括整流器、斩波电感、 斩波器，第二二极管、电容、平波电感、逆变器、数字信号处理器、电流传感器和速度检测装置；在电机轴上安装速度检测装置，在整流器输出端安装电流传感器；所述电机转子引出线通过电缆接整流器，整流器为三相全波整流，整流器输出接由IGBT块、斩波电感和第二二极管组成的高频斩波器，IGBT块由IGBT和第一二极管组成， 高频斩波器输出接由电容和平波电感组成的直流滤波器，直流滤波器输出接逆变器，逆变器为三相逆变器，逆变器输出接电机的调速绕组；所述调速装置的速度给定值及其它控制量直接送入数字信号处理器，速度检测装置输出接数字信号处理器，电流传感器输出接数字信号处理器，经数字信号处理器运算处理后输出控制IGBT的门极，从而控制流入高频斩波器的整流电流，并且将检测到的电流实际值和速度实际值直接输出至显示器。本技术是一种基于DSP全数字控制的速度和电流双闭环内反馈高频IGBT斩波调速装置。本技术采用双闭环控制策略，在有效抑制负载电流突变的同时，实现快速平稳加减速；在速度快速改变时，有效减少电流冲击，实现对调速装置和电机有效的调节和保护。本技术采用电流闭环控制，大大提高了装置的可靠性，防止了电机因速度的变化出现的过载现象；采用速度闭环控制，有效解决了电机速度响应慢、系统速度静态误差大的缺点，实现了内反馈电机速度控制的最优运行方式。本技术采用双闭环的内反馈高频 IGBT斩波串级调速系统，对于提高大容量风机、泵类电机调速精度以及改善负载扰动都有积极的实用价值和现实意义，不仅提高了电动机的速度控制精度，提高了动态调节品质，而且还大大提高了电机调速系统工作的稳定性和可靠性。附图说明图1为本技术全数字双闭环控制内反馈高频IGBT斩波调速装置电气原理图；图2为本技术的双闭环调速控制示意图。图中1整流器，2逆变器，3电流传感器，4速度检测装置，5数字信号处理器(又称 DSP, Digital Signal Processor )，6电机(内反馈交流三相异步电动机)。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本技术作进一步说明。参见图1和图2，一种全数字双闭环控制内反馈高频IGBT斩波调速装置，包括整流器1、斩波电感Li、斩波器，第二二极管D2、电容C、平波电感L2、逆变器2、数字信号处理器 5、电流传感器3和速度检测装置4 ；在电机轴上安装速度检测装置4，在整流器1输出端安装电流传感器3 ；电机6转子引出线通过电缆接整流器1，整流器1为三相全波整流，整流器1输出接由IGBT块、斩波电感Ll和第二二极管D2组成的高频斩波器，IGBT块由IGBT和第一二极管Dl组成，高频斩波器输出接由电容C和平波电感L2组成的直流滤波器，直流滤波器输出接逆变器2，逆变器2为三相逆变器，逆变器2输出接电机6的调速绕组。所述电机6为内反馈交流三相异步电动机。所述速度检测装置4输出电机速度脉冲信号接数字信号处理器5，经数字信号处理器5运算处理后计算实际速度值；电流传感器3输出整流电流信号接数字信号处理器5， 经数字信号处理器5运算处理后产生电流实际值，所述调速装置的速度给定值(包括本地给定及远程给定)及其它控制量直接送入数字信号处理器5，经数字信号处理器5运算处理后输出控制IGBT的门极，从而控制流入高频斩波器的整流电流，并且将检测到的电流实际值和速度实际值直接输出至显示器。参见图2，本技术的全数字双闭环控制内反馈高频IGBT斩波调速装置的双闭环调速控制是电流闭环控制的目的是控制电动机转子电流的大小，也就是控制电动机的电磁转矩，从而控制速度；转子电流的大小，是通过高频斩波环节，改变占空比的值，对转子整流电流Id的控制来实现的。电流环的控制对象是转子整流电路及斩波环节。在电机轴上安装磁性测速码盘，依据脉冲输入，DSP计算出电动机实际转速。电流闭环和速度闭环由 DSP完成。本技术的全数字双闭环控制内反馈高频IGBT斩波调速装置的电流环中含有大功率高频IGBT斩波，电流检测应在DSP给出的PWM斩波脉冲的中点采样，这样才能得到电流平均值反馈。当速度给定值升高或降低时，速度实际值还没有变化，速度误差立即加在速度调节器输入端，调节器输出(电流给定)立刻增大，电流误差经电流调节器放大，占空比给定立刻增大，整流电流快速上升，上升到与给定值相等时稳定在给定值上，电机平稳加速。当电机速度与给定值相等时，电流给定回落到负荷电流值，电机稳定在新的给定值上运转。 以上仅为本技术的较佳实施例而已，并非用于限定本技术的保护范围， 因此，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。权利要求1. 一种全数字双闭环控制内反馈高频IGBT斩波调速装置，包括整流器(1)、斩波电感 (Li)、斩波器，第二二极管(D2)、电容(C)、平波电感(L2)、逆变器(2)；其特征是所述调速装置还包括数字信号处理器(5)、电流传感器(3)和速度检测装置(4)；在电机(6 )轴上安装速度检测装置(4 )，在整流器(1)输出端安装电流传感器(3 )； 所述电机(6)转子引出线通过电缆接整流器(1)，整流器(1)为三相全波整流，整流器 (1)输出接由IGBT块、斩波电感(Li)和第二二极管(D2)组成的高频斩波器，IGBT块由IGBT 和第一二极管(Dl)组成，高频斩波器输出接由电容(C)和平波电感(L2)组成的直流滤波器，直流滤波器输出接逆变器(2)，逆变器(2)为三相逆变器，逆变器(2)输出接电机(6)的调速绕组；所述调速装置的速度给定值及其它控制量直接送入数字信号处理器(5)，速度检测装置(4)输出接数字信号处理器(5)，电流传感器(3)输出接数字信号处理器(5)，经数字信号处理器(5)运算处理后输出控制IGBT的门极，从而控制流入高频斩波器的整流电流，并且将检测到的本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种全数字双闭环控制内反馈高频ＩＧＢＴ斩波调速装置，包括整流器（１）、斩波电感（Ｌ１）、斩波器，第二二极管（Ｄ２）、电容（Ｃ）、平波电感（Ｌ２）、逆变器（２）；其特征是：所述调速装置还包括数字信号处理器（５）、电流传感器（３）和速度检测装置（４）；在电机（６）轴上安装速度检测装置（４），在整流器（１）输出端安装电流传感器（３）；所述电机（６）转子引出线通过电缆接整流器（１），整流器（１）为三相全波整流，整流器（１）输出接由ＩＧＢＴ块、斩波电感（Ｌ１）和第二二极管（Ｄ２）组成的高频斩波器，ＩＧＢＴ块由ＩＧＢＴ和第一二极管（Ｄ１）组成，高频斩波器输出接由电容（Ｃ）和平波电感（Ｌ２）组成的直流滤波器，直流滤波器输出接逆变器（２），逆变器（２）为三相逆变器，逆变器（２）输出接电机（６）的调速绕组；所述调速装置的速度给定值及其它控制量直接送入数字信号处理器（５），速度检测装置（４）输出接数字信号处理器（５），电流传感器（３）输出接数字信号处理器（５），经数字信号处理器（５）运算处理后输出控制ＩＧＢＴ的门极，从而控制流入高频斩波器的整流电流，并且将检测到的电流实际值和速度实际值直接输出至显示器。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杲其盛，张江，
申请(专利权)人：上海科祺调速电气有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31