高频IGBT转子变频器调速系统技术方案

本发明专利技术公开了电机变频调速系统领域的一种高频IGBT转子变频器调速系统。包括液态软启动装置、控制电源装置和调速装置，其特征在于：液态软启动装置可独立自动连续启动高压内馈式或普通高压绕线式三相异步电动机，其根据机械负荷的特征，自动改变启动电阻和调节启动转矩；高频IGBT转子变频器包括转子功率器、有源逆变器和整流器构成。高频IGBT转子变频器由IGBT模块元件制成；调速装置控制系统采用传动控制的双数字DSP和光纤控制系统。本发明专利技术与现有技术相比具有系统可靠性高、结构简单、维护方便、元器件少和系统成本低等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电机变频调速系统领域，具体地说，本专利技术为一种高频IGBT转子变频器调速系统。
技术介绍
: 目前在电机调速技术中广泛采用高压变频调速，随着电力电子元件的发展及电子技术的不断创新，变频调速技术取得了很大的成就，但对于大功率电动机由于其控制功率较大，因此其元器件较多、系统庞大、体积大、价格昂贵、维护量大、维护费用高和使用环境要求过高等因素，在一定程度上限制了它的普及与发展。本专利技术的高频IGBT转子变频器，是采用世界上最先进的GBT模块元件来生产的，并且是采用目前最先进的DSP软件和光纤来控制系统的。该高频IGBT转子变频器，是采用IGBT转子功率器将高压大功率电机转子部分的转差功率移出来(改变转子频率)改变了电机的转速，并且将转子被移出的部分转差功率，通过IGBT有源逆变器，变换为三相交流电源后反馈到电机定子附加绕组被回收再利用，从而达到了最佳节能效果，该转子功率器只是控制整个电机被浪费掉的50%左右功率回收再利用，所以系统采用的元 器件少、系统小、可靠性高、结构简单、体积小、造价低、维护方便、维护费用少、使用环境不要求等优点。在项目使用中投资少见效快，将会在很多领域得以普及与发展。
技术实现思路
: 本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种采用模块化设计的高频IGBT转子变频器，采用先进的IGBT模块元件制作转子功率器、有源逆变器和整流器。控制系统采用先进的传动控制专用的双数字DSP和光纤控制系统，保证了调速系统的先进性与元器件模块化设计技术。本专利技术是通过以下技术方案实现的: 一种高频IGBT转子变频器调速系统，包括液态软启动装置、控制电源装置和调速装置，其特征在于:液态软启动装置可独立自动连续启动高压内馈式或普通高压绕线式三相异步电动机，其根据机械负荷的特征，自动改变启动电阻和调节启动转矩；高频IGBT转子变频器包括转子功率器、有源逆变器和整流器构成。高频IGBT转子变频器由IGBT模块元件制成；调速装置控制系统采用传动控制的双数字DSP和光纤控制系统；调速装置系统软件具有数字滤波、软件看门狗、软件冗余和软件保护功能，对高频IGBT的控制信号和对外部状态的监测，避免了由于外界产生的脉冲干扰及电磁波干扰导致的故障，极大地提高了系统可靠性；调速装置设置了软旁路系统，当DSP检测到转子变频器突然发生故障，软旁路系统将电机转为工频继续运行时，不会因冲击电流使电机的高压断路器二级保护跳停造成停产，保证了生产的安全性与稳定性；高频IGBT转子变频器的转子功率器、有源逆变器和整流器的模块均集中安装；高频IGBT转子变频器的转子功率器、有源逆变器和整流器的模块安装在漏斗式风道散热片上，所有的模块集中安装在散热器表面上，冷却效果好不易集累灰尘引起爬电。另外所有的模块安装在散热器的外面，对更换模块及维护非常方便快捷，该技术大大提高了产品的安全性、可靠性和稳定性；高频IGBT转子变频器采用IGBT逆变器的β角封锁技术，提高了抗干扰能力，不会发生逆变颠覆等故障；高频IGBT转子变频器采用同步信号处理器的技术，解决了逆变器颠覆故障问题，提高了抗干扰能力和多重化数字锁相及自动配相等功能；液态软启动装置单独为电机无极连续平滑启动，启动电流小于电机额定电流的1.2倍。本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果: 1.可靠性高、结构简单； 2.、维护方便； 3.元器件少、系统小成本低。附图说明: 图1:高频IGBT转子变频器系统图。 具体实施方式: 下面将结合附图和实施例对本专利技术的具体内容做进一步的描述: 一种用于高压内馈式或普通高压绕线式三相异步电动机的高频IGBT转子变频器调速系统，包括液态软启动装置、控制电源装置和调速装置，由液态软启动柜、控制电源柜、调速柜等三个柜组成，采用不低于2.5 mm厚度的冷轧钢板制成。一、液态软启动装置的构成:液态软启动装置是为高频IGBT转子变频器设计的独立启动装置，即使转子变频器故障，该启动装置也能够独立自动连续启动电机。该液态软启动装置是由柜架、横担、PFA聚四氟乙烯绝缘板焊接制作的容器、传动机构框架、传动机构电机、皮带轮大小各一个、三角皮带、极电板托盘螺杆、上下轴承及瓦架、极电板托盘、三相极电板、极电短接板、电解质、KM4软启动接触器、传感器等构成。二、控制电源柜的构成:由控制电源柜架、补偿电容器及安装板、补偿电容接触器及安装板、KM2、KM1真空接触器及安装板、K2、K1、刀闸及安装板、主控DSP及控制电源箱、小型断路器及安装板、ΚΜ4、ΚΜ3真空接触器及安装板、快速熔断器及安装板、三相交流电抗器及安装横担等构成。三、转子变频器调速柜的构成:是由一个漏斗式风道装有IGBT转子功率器、整流器、IGBT逆变器、无感电容器、电解电容器、直流电抗器、可编程PLC控制箱等构成并安装在调速柜架内。漏斗式风道上装有两块A型和B型插片式散热器，是将整流器、功率器、逆变器的所有模块元件都集中安装在上面，漏斗式风道用10 <2螺栓安装在二根槽钢上，再用10 0螺栓将二根槽钢安装在柜架两侧中间的横担，漏斗式风道顶部出风口为强冷风机，强冷风机安装在柜架顶盖上。高频IGBT转子变频器调速系统的工作原理: 液态软启动装置的工作原理:该液态软启动装置是专业针对高压绕线式电机启动，是从电机转子三相接线盒的电源引出，经过ΚΜ4软启动接触器，由DSP主控发出启动指令使ΚΜ4软启动接触器吸合，经传动机构电机，传动三相极电板逐渐下降，由电解液使电阻值逐渐变小，电机的转速也随之上升到最高转速时，ΚΜ4软启动接触器释放电机启动完毕，该装置是根据机械负荷的特征，自动改变启动电阻，调节启动转矩，实现平滑，无极的连续启动，启动电流小于电机额定电流的1.2倍，启动转矩大电机启动平稳，启动时间0-60秒可调。并且当IGBT转子变频器故障系统被旁路时，该液态软启动装置能够自动回位到独立再连续启动电机状态，与转子变频器完全分开独立工作。对设备启动安全，对电机、电网及厂变系统无冲击。系统软旁路的工作原理:该调速系统特别设计了一套软旁路系统，当DSP检测到转子变频器突然发生故障时，由DSP主控发出指令使KMl与KM3接触器释放调速系统旁路，同时使KM4接触器吸合，将被移出部分电流反到了液态水电阻上，由水电阻从转子变频器故障转速段的基础上，将电机电流逐渐升到电机额定电流(过度时间约0-60秒可调)电机也升为了全速形成了软旁路功能，此时KM4接触器释放KM2接触器吸合短接了电机转子输出端，电机转为了全速(工频)运行，不会因冲击电流使电机的高压断路器二级保护跳停造成停产，保证了生产的安全性与稳定性。整流器的工作原理:高压绕线式电机转子接线盒三相交流输出电源，经液态软启动装置将电机启动完毕后，KM4软启动接触器释放，电机转子三相交流电源直接送到三相整流器，通过整流器，整流后将电机转子的三相交流电源变换成脉动直流电源输出。高频IGBT转子功率器的原理:高频IGBT转子功率器是采用IGBT模块元件，对电机转子电源，被整流后的直流电源，由转子功率器主控DSP发指令，通过IGBT驱动使IGBT导通和关断周期的时间比，来改变电机转子频率、改变电机的转速，IGBT作周期性导通和关断动作，当IGBT持续导通时，电机转子电流、电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高频IGBT转子变频器调速系统，包括液态软启动装置、控制电源装置和调速装置，其特征在于：液态软启动装置可独立自动连续启动高压内馈式或普通高压绕线式三相异步电动机，其根据机械负荷的特征，自动改变启动电阻和调节启动转矩；高频IGBT转子变频器包括转子功率器、有源逆变器和整流器构成。

【技术特征摘要】
1.一种高频IGBT转子变频器调速系统，包括液态软启动装置、控制电源装置和调速装置，其特征在于:液态软启动装置可独立自动连续启动高压内馈式或普通高压绕线式三相异步电动机，其根据机械负荷的特征，自动改变启动电阻和调节启动转矩；高频IGBT转子变频器包括转子功率器、有源逆变器和整流器构成。2.高频IGBT转子变频器采用IGBT模块元件制成；调速装置控制系统采用传动控制的双数字DSP和光纤控制系统。3.根据权利要求1所述的高频IGBT转子变频器调速系统，其特征在于:调速系统软件具有数字滤波、软件看门狗、软件冗余和软件保护功能。4.根据权利要求1所述的高频IGBT转子变频器调速系统，其特征在于:调速系统设置了软芳路系统。5.根据权利要求1所述的高频I...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄松强，黄帆，黄泽华，
申请(专利权)人：上海南征电子电气成套有限公司，
类型：发明
国别省市：