[发明专利]一种三相输入多相输出式四象限一体机电路

说明书

本申请公开了一种三相输入多相输出式四象限一体机电路，包括：LC滤波回路、上电缓冲回路、变频整流回路、滤波分压回路、变频逆变回路、永磁同步电动机，LC滤波回路的第一端与三相交流电源电连接，第二端与上电缓冲回路的第一端电连接，变频整流回路的两端分别与上电缓冲回路的第二端和滤波分压回路的第一端电连接，变频逆变回路的两端分别与滤波分压回路的第二端和永磁同步电动机电连接，上述回路的能量双向流动，永磁同步电动机电动发电状态下产生的能量回馈给三相交流电源。三相输入多相输出式四象限一体机电路，三相输入多相输出，能够有效提高电机的输出转矩。具备能量回馈功能，能够将电机所发的电回馈利用，更加节能高效。

技术领域

本申请涉及工业变频驱动控制技术领域，具体涉及一种三相输入多相输出式四象限一体机电路。

背景技术

目前，永磁变频电机一体机的应用还十分少见，所用设备基本都为变频器和电机分开配合使用，需要占用大量的安装面积，同时大部分变频器安装时与电机的距离较远,不仅安装较为复杂,而且较长的电缆增加安装成本的同时还会产生较多的干扰，使du/dt增大，影响变频器驱动性能的同时还会影响电机的绝缘氧化，减少电机的寿命。现有的一体机也都为简单的三相输入三相输出式两象限一体机，而更加节能，性能更为优良的四象限多相输出式一体机尚无设计应用方案。

相比异步电机来说，永磁同步电机效率更高，启动转矩更大，在节约电能和减小对电网的等方面相比异步电机也具有较大优势。多相电机具有输出转矩大，对绕组绝缘要求低的优点。随着科技进步，煤炭输送等对设备的转矩及功率要求变得更高，多相永磁同步电动机将成为一种发展的方向。

传统的一体机大多体积较大，结构较为复杂，一体机电机部分也大多为异步电机结构，存在众多的不足之处。现存产品变频与电机输出距离受限，输出谐波尖峰对电机绝缘影响较大，输出转矩大，因此现有的一体机性能有待提高。

发明内容

本申请为了解决上述技术问题，提出了如下技术方案：

第一方面，本申请实施例提供了一种三相输入多相输出式四象限一体机电路，包括：LC滤波回路、上电缓冲回路、变频整流回路、滤波分压回路、变频逆变回路、永磁同步电动机，所述LC滤波回路的第一端与三相交流电源电连接，第二端与所述上电缓冲回路的第一端电连接，所述变频整流回路的两端分别与所述上电缓冲回路的第二端和所述滤波分压回路的第一端电连接，所述变频逆变回路的两端分别与所述滤波分压回路的第二端和永磁同步电动机电连接，上述回路的能量双向流动，永磁同步电动机电动发电状态下产生的能量回馈给所述三相交流电源。

采用上述实现方式，三相输入多相输出式四象限一体机电路，三相输入多相输出，能够有效提高电机的输出转矩。具备能量回馈功能，能够将电机所发的电回馈利用，更加节能高效。

结合第一方面，在第一方面第一种可能的实现方式中，所述LC滤波回路包括第一电容、第二电容、第三电容和电抗器，所述电抗器的三相绕组第一端分别串联在三相交流电源中，第二端与所述上电缓冲回路电连接；所述第一电容的第一端、第二电容的第一端和第三电容的第一端连接在一起，所述第一电容的第二端、第二电容的第二端和第三电容的第二端分别连接到三相交流电源的不同相端。与传统的LCL滤波回路相比，保证性能的同时，省略掉一个交流电抗器，结构更简单，有效降低产品的生产成本。

结合第一方面第一种可能的实现方式，在第一方面第二种可能的实现方式中，所述上电缓冲回路包括控制开关、第一电阻、第二电阻和第三电阻，所述控制开关包括三个子开关，所述第一电阻、所述第二电阻和所述第三电阻的两端分别与不同的子开关的两端电连接，所述第一电阻的第一端、所述第二电阻的第一端和所述第三电阻的第一端分别与所述电抗器的第二端电连接，所述第一电阻的第二端、所述第二电阻的第二端和所述第三电阻的第二端分别与所述变频整流回路的第一端电连接。