交流變頻調(diào)速系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及電機(jī)調(diào)速技術(shù)，尤其涉及一種交流變頻調(diào)速系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著國民經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在國民生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域中廣泛的使用著以電動(dòng) 機(jī)為原動(dòng)機(jī)的電氣傳動(dòng)裝置，如交通運(yùn)輸、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國防航天等各個(gè)方面。電氣傳動(dòng)裝 置的廣泛應(yīng)用既提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，又減輕了勞動(dòng)人民的工作強(qiáng)度。采用交流電 機(jī)進(jìn)行可調(diào)速電氣傳動(dòng)，不僅實(shí)現(xiàn)了較寬的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍，較高的控制精度，較快的動(dòng)態(tài)響 應(yīng)等特點(diǎn)，而且還克服了直流電機(jī)容量小、維護(hù)困難、換向存在火花等缺點(diǎn)。
[0003] 三相異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)，當(dāng)異步電機(jī)等效電路的參數(shù)不變時(shí)，在相同的轉(zhuǎn) 速下，電磁轉(zhuǎn)矩與定子電壓的平方成正比，用改變定子外加電壓來改變機(jī)械特性的函數(shù)關(guān) 系，從而改變電機(jī)在一定負(fù)載轉(zhuǎn)矩下的轉(zhuǎn)速。這種調(diào)速系統(tǒng)具有電路結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)用方便、 成本低廉、可靠性高、調(diào)速平滑等優(yōu)點(diǎn)。
[0004] 采用三相異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速時(shí)，調(diào)節(jié)電機(jī)定子相電壓有 效值時(shí)，電機(jī)的臨界轉(zhuǎn)差率sm和同步轉(zhuǎn)速m都是恒定不變的，使電機(jī)在恒定負(fù)載下的調(diào)速范 圍只能在0~s m之間，調(diào)速范圍較窄，不夠?qū)拸V。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 本實(shí)用新型提供一種交流變頻調(diào)速系統(tǒng)，通過調(diào)節(jié)第一交流驅(qū)動(dòng)電源和/或第二 交流驅(qū)動(dòng)電源的供電頻率來調(diào)節(jié)第一電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速n sl和/或第二電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速ns2，從 而調(diào)節(jié)第一電機(jī)和第二電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速n，能夠在第一電機(jī)和第二電機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩范圍內(nèi)， 任意調(diào)節(jié)第一電機(jī)和第二電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速，調(diào)速范圍寬廣。
[0006] 本實(shí)用新型提供一種交流變頻調(diào)速系統(tǒng)，包括:整流單元、第一逆變單元、第二逆 變單元、第一電機(jī)和第二電機(jī)；
[0007] 整流單元分別與第一逆變單元和第二逆變單元連接，第一逆變單元和第一電機(jī)連 接，第二逆變單元和第二電機(jī)連接，第一電機(jī)和第二電機(jī)同軸連接；
[0008] 整流單元用于將輸入的交流驅(qū)動(dòng)電源轉(zhuǎn)換為直流驅(qū)動(dòng)電源并分別輸入至第一逆 變單元和第二逆變單元；
[0009] 第一逆變單元用于將直流驅(qū)動(dòng)電源轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)第一電機(jī)的第一交流驅(qū)動(dòng)電源，第 二逆變單元用于將直流驅(qū)動(dòng)電源轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)第二電機(jī)的第二交流驅(qū)動(dòng)電源，第一交流驅(qū)動(dòng) 電源和第二交流驅(qū)動(dòng)電源的供電相序相同，第一交流驅(qū)動(dòng)電源的供電頻率為，第二交流 驅(qū)動(dòng)電源的供電頻率為f 2,通過調(diào)節(jié)第一交流驅(qū)動(dòng)電源和/或第二交流驅(qū)動(dòng)電源的供電頻 率來調(diào)節(jié)第一電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速nsl和/或所述第二電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速n s2，從而調(diào)節(jié)第一電機(jī)和 第二電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速n，| nsi_n | = | n-nS21。
[0010] 進(jìn)一步地，本實(shí)用新型提供的交流變頻調(diào)速系統(tǒng)，調(diào)節(jié)第一交流驅(qū)動(dòng)電源和/或第 二交流驅(qū)動(dòng)電源的供電頻率，包括：
[0011]通過第一逆變單元調(diào)節(jié)第一交流驅(qū)動(dòng)電源的供電頻率為，以調(diào)節(jié)第一電機(jī)的同 步轉(zhuǎn)速nsi，從而調(diào)節(jié)第一電機(jī)的和第二電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速n，|nsi_n I = |n-nS21，或者，
[0012]通過第二逆變單元調(diào)節(jié)第二交流驅(qū)動(dòng)電源的供電頻率為f2,以調(diào)節(jié)第二電機(jī)的同 步轉(zhuǎn)速nS2,從而調(diào)節(jié)第一電機(jī)的和第二電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速n，|nsi_n | = |n-nS21，或者，
[0013]通過第一逆變單元調(diào)節(jié)第一交流驅(qū)動(dòng)電源的供電頻率為fi，以調(diào)節(jié)第一電機(jī)的同 步轉(zhuǎn)速nsi，通過第二逆變單元調(diào)節(jié)第二交流驅(qū)動(dòng)電源的供電頻率為f2,以調(diào)節(jié)所述第二電 機(jī)的同步轉(zhuǎn)速n S2,從而調(diào)節(jié)第一電機(jī)的和第二電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速n，|nsi_n | = |n-nS21。
[0014] 進(jìn)一步地，本實(shí)用新型提供的交流變頻調(diào)速系統(tǒng)，整流單元與第一逆變單元和第 二逆變單元之間還包括直流濾波單元，直流濾波單元用于濾除直流驅(qū)動(dòng)電源中的交流分 量。
[0015] 進(jìn)一步地，本實(shí)用新型提供的交流變頻調(diào)速系統(tǒng)，第一逆變單元和第二逆變單元 之間直流共母線連接；
[0016] 當(dāng)?shù)谝浑姍C(jī)處于供電狀態(tài)時(shí)，第二電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，第二電機(jī)產(chǎn)生的電能通過 第二逆變單元和直流母線輸送至第一逆變單元；
[0017] 當(dāng)?shù)诙姍C(jī)處于供電狀態(tài)時(shí)，第一電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，第一電機(jī)產(chǎn)生的電能通過 第一逆變單元和直流母線輸送至第二逆變單元。
[0018] 進(jìn)一步地，本實(shí)用新型提供的交流變頻調(diào)速系統(tǒng)，第一電機(jī)和第二電機(jī)通過聯(lián)軸 器同軸連接。
【附圖說明】
[0019] 圖1為本實(shí)用新型的交流變頻調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；
[0020] 圖2為本實(shí)用新型的交流變頻調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速控制原理圖；
[0021 ]圖3為本實(shí)用新型的交流變頻調(diào)速方法的流程圖。
[0022] 附圖標(biāo)記說明：
[0023] 1:整流單元；
[0024] 2:第一逆變單元；
[0025] 3:第二逆變單元；
[0026] 4:第一電機(jī)；
[0027] 5:第二電機(jī)；
[0028] 6:直流濾波單元；
[0029] 7:聯(lián)軸器。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新 型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描 述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施 例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于 本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0031] 現(xiàn)有的交流調(diào)速系統(tǒng)中，用改變異步電機(jī)定子電壓來實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制系 統(tǒng)稱為調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)，這種調(diào)速系統(tǒng)具有電路結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)用方便、成本低廉、可靠性高、調(diào) 速平滑等優(yōu)點(diǎn)。異步電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩I表達(dá)式為：
[0033]式中，nP為定子繞組極對數(shù);山為定子相電壓有效值;fi為定子電壓頻率;ri為定子 每相繞組內(nèi)阻;X:為定子每相漏電抗;rS和XSo為轉(zhuǎn)子折算到定子側(cè)的每相電阻和每相漏 電抗;s為轉(zhuǎn)差率，轉(zhuǎn)差率表達(dá)式為：
[0035]式中，m為電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速，n為電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速，在其他參數(shù)恒定的情況下電磁 轉(zhuǎn)矩Te與定子相電壓有效值山的平方成正比。在負(fù)載轉(zhuǎn)矩一定的情況下，定子相電壓有效值 山的變化引起電機(jī)轉(zhuǎn)差率s的變化，而同步轉(zhuǎn)速m未變，則電機(jī)轉(zhuǎn)速n發(fā)生變化。
[0036] 實(shí)施例一
[0037] 圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例一的交流變頻調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示，本實(shí)施例 的交流變頻調(diào)速系統(tǒng)，包括:整流單元1、第一逆變單元2、第二逆變單元3、第一電機(jī)4和第二 電機(jī)5;
[0038] 整流單元1分別與第一逆變單元2和第二逆變單元3連接，第一逆變單元2和第一電 機(jī)4連接，第二逆變單元2和第二電機(jī)5連接，第一電機(jī)4和第二電機(jī)5同軸連接；
[0039] 整流單元1用于將輸入的交流驅(qū)動(dòng)電源轉(zhuǎn)換為直流驅(qū)動(dòng)電源并分別輸入至第一逆 變單元2和第二逆變單元3;
[0040] 第一逆變單元2用于將直流驅(qū)動(dòng)電源轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)第一電機(jī)4的第一交流驅(qū)動(dòng)電源， 第二逆變單元3用于將直流驅(qū)動(dòng)電源轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)第二電機(jī)5的第二交流驅(qū)動(dòng)電源，第一交流 驅(qū)動(dòng)電源和第二交流驅(qū)動(dòng)電源的供電相序相同，第一交流驅(qū)動(dòng)電源的供電頻率為fi，第二 交流驅(qū)動(dòng)電源的供電頻率為f 2,通過調(diào)節(jié)所述第一交流驅(qū)動(dòng)電源和/或所述第二交流驅(qū)動(dòng) 電源的供電頻率來調(diào)節(jié)所述第一電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速nsi和/或所述第二電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速n S2,從 而調(diào)節(jié)所述第一電機(jī)和所述第二電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速n，|nsi_n| = |n-nS2|。
[0041]具體地，整流單元1主要由IGBT和二極管組成，用于將輸入的交流驅(qū)動(dòng)電源轉(zhuǎn)換為 直流驅(qū)動(dòng)電源并分別輸入至第一逆變單元2和第二逆變單元3。
[0042]第一逆變單元2主要由IGBT和二極管組成，用于將直流驅(qū)動(dòng)電源轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)第一 電機(jī)4的第一交流驅(qū)動(dòng)電源，第二逆變單元3主要由IGBT和二極管組成，用于將直流驅(qū)動(dòng)電 源轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)第二電機(jī)5的第二交流驅(qū)動(dòng)電源，其中，第一交流驅(qū)動(dòng)電源和第二交流驅(qū)動(dòng)電 源的供電相序相同，第一交流驅(qū)動(dòng)電源的供電頻率為fi，第二交流驅(qū)動(dòng)電源的供電頻率為 f2,通過調(diào)節(jié)所述第一交流驅(qū)動(dòng)電源和/或所述第二交流驅(qū)動(dòng)電源的供電頻率來調(diào)節(jié)所述 第一電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速n sl和/或所述第二電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速ns2，從而調(diào)