[发明专利]无刷双馈电动机变频调速系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种变频调速系统，尤其涉及一种大功率无刷双馈电动机变频调速系统。

背景技术

目前在风机和水泵领域应用的变频调速系统中，使用的电机主要有笼型转子感应电机、绕线转子感应电机和永磁同步电机，这三种电机组成的变频调速系统各有各的优势，但也各有各的缺点。由于笼型转子感应电机变频调速系统的变频器功率略大于电机功率，在需要大功率电机的应用场合，需要变频器的功率也大，变频调速系统的成本高；绕线转子感应电机必须采用电刷和滑环来实现转子绕组与变频器电路的连接，由于滑动接触和电刷磨损，不仅降低了电机运行的可靠性，而且电刷需要定期维护和更换，增加了运行费用和不可靠性。此外滑动接触容易产生火花，从而降低了绕线转子感应电机在含有易燃易爆气体环境中的应用。永磁同步电机转子采用永磁体，电机气隙磁场接近恒值，无法按需要控制其大小。所以对于做电动机而言，难以实现弱磁调速，对于要求高转速的应用场合难以满足。另外永磁体有高温退磁的问题，在需要大功率调速系统的场合应用较少。

发明内容

发明就是为了解决上述技术问题而提供一种无刷双馈电动机变频调速系统，目的是可以根据工况的需要，选择合适的运行状态，提高生产效率。

为达上述目的本发明无刷双馈电动机变频调速系统，包括电动机、工频电网，电动机的定子功率绕组直接与工频电网相联接；定子控制绕组的每相分别与逆变器下桥臂绝缘栅双极晶体管的集电极和上桥臂绝缘栅双极晶体管的发射极连接，逆变器中的六个绝缘栅双极晶体管的栅极、发射极分别与相互独立的信号发生器连接，逆变器与直流滤波器和整流器并联，整流器与工频电网连接；所述的逆变器由三组桥臂绝缘栅双极晶体管并联，每组桥臂的绝缘栅双极晶体管由两个绝缘栅双极晶体管串联，其中下桥臂绝缘栅双极晶体管的集电极与上桥臂绝缘栅双极晶体管的发射极连接。

所述的定子控制绕组的A相与逆变器一组桥臂的上桥臂绝缘栅双极晶体管的发射极和下桥臂绝缘栅双极晶体管的集电极连接，上桥臂绝缘栅双极晶体管由u_g1信号发送器控制，下桥臂绝缘栅双极晶体管由u_g2信号发送器控制。

所述的定子控制绕组的B相与逆变器一组桥臂的上桥臂绝缘栅双极晶体管的发射极和下桥臂绝缘栅双极晶体管的集电极连接，上桥臂绝缘栅双极晶体管由u_g3信号发送器控制，下桥臂绝缘栅双极晶体管由u_g4信号发送器控制。

所述的定子控制绕组的C相与逆变器一组桥臂的上桥臂绝缘栅双极晶体管的发射极和下桥臂绝缘栅双极晶体管的集电极连接，上桥臂绝缘栅双极晶体管由u_g5信号发送器控制，下桥臂绝缘栅双极晶体管由u_g6信号发送器控制。

所述的每组上桥臂绝缘栅双极晶体管的集电极与直流滤波器的正极连接，每组下桥臂绝缘栅双极晶体管的发射极与直流滤波器的负极连接。

所述的直流滤波器由两个滤波电容串联构成，每个滤波电容的两端并联一个电阻。

所述的每个绝缘栅双极晶体管的发射极和集电极之间反并联二极管。

本发明的优点和效果如下：

本发明可以根据工况的需要，选择合适的运行状态，提高生产效率。异步运行可以用于同步运行的启动过程，首先使无刷双馈电动机异步启动，然后再牵入同步，这种启动方式更加平稳。同步运行时，可以任意调节定子功率绕组的功率因数。无刷双馈电机变频调速系统可以通过连接定子控制绕组的逆变器和控制器来改变电机的励磁磁场大小，从而改变定子功率绕组的功率因数，可以实现定子功率绕组只提供有功功率，无功功率完全由定子控制绕组提供。通过合理地选择电容器的容量，可以实现无功功率只在逆变器与电机之间流动，逆变器与电网之间没有无功功率交换，实现电网只向调速系统提供有功功率，节省电网的变压器容量，减少输电损耗，达到节能的目的。并且省掉了电刷和滑环，使电机的维护更加简单，节省了维护的费用和时间，使运行更加安全可靠。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是异步运行时信号发生器发出的控制信号。

图3是同步运行时信号发生器发出的控制信号。