[实用新型]一种基于IGBT控电的无刷励磁装置

说明书

本实用新型属于无刷励磁设备技术领域，尤其涉及一种基于IGBT控电的无刷励磁装置，包括数字主控板、IGBT驱动板、三相不可控整流桥模块、IGBT模块、无刷励磁机和滤波电容C1；三相不可控整流桥模块的输出端连接IGBT模块，滤波电容C1接入三相不可控整流桥模块与IGBT模块之间；数字主控板通过IGBT驱动板接入IGBT模块，用于控制IGBT模块对三直流电进行斩波，以生成可控电压的直流电，用于输入无刷励磁机的定子侧以形成磁场。本技术方案的三相不可控整流桥模块无需复杂的触发电路，只需对IGBT模块进行控制即可，有效简化了电路结构，对降低装置生产成本和维护费用具有重要作用。

技术领域

本实用新型属于无刷励磁设备技术领域，尤其涉及一种基于IGBT控电的无刷励磁装置。

背景技术

无刷交流发电机实际上是两台发电机构成的，即一台励磁机和一台主发电机。主发电机的励磁绕组在转子侧、电枢绕组在定子侧（将发出的电输出）；励磁机的电枢绕组在转子侧、励磁绕组在定子侧。

无刷交流发电机的工作原理是对励磁机在定子上的励磁绕组提供励磁，励磁机转子电枢绕组将发出交流电，经过整流后在转子向主发电机在转子侧的励磁绕组供电，从而使主发电机在定子的电枢绕组感应出所需的交流电来，这就是一般交流发电机的“无刷”工作原理。其中，“对励磁机在定子上的励磁绕组提供励磁”的任务就是由无刷励磁装置完成的。

无刷励磁装置可以控制电流大小，从而影响对励磁绕组提供励磁的大小，达到控制发电机机端电压的目的。目前国内的无刷励磁装置采用晶闸管整流技术实现对电流的控制。如图1所示是晶闸管整流系统图，晶闸管整流技术是一种成熟的整流技术，在大功率整流领域有很多应用，但晶闸管是一种半控桥，其控制精度并不精准。

对于上述问题，现有技术中公开号为CN214314992U的中国专利文献，公开了一种基于数字信号处理和全数字整流同步电动机的励磁装置，其也是采用了晶闸管整流技术，具体公开了变压器ZLB与晶闸管整流电路相连接，晶闸管整流电路与同步电动机TD的转子励磁绕组相连接，同步电动机定子通过投励环节和失步保护模块与DSP励磁控制器相连接，DSP励磁控制器与晶闸管整流电路之间连接有脉冲触发电路，DSP励磁控制器与数据存储模块、A/D变换器和HMI界面相连接；晶闸管整流电路与同步电动机之间连接有灭磁模块。本实用新型调节精度高、稳定性好、在线修改参数方便、具有多种调节控制规律选择，启动过程中完全保持同步电动机的固有特性。同步电动机在停车或失步时，励磁装置采用灭磁模块将灭磁电阻串入励磁绕组回路，有效抑制电动机转子感应电压确保进入准同步。该技术方案任然是采用的晶闸管整流，虽然采用了DSP励磁控制器进行控制，在一定程度上提高了调节精度（即控制精度），但由于晶闸管是一种半控桥，该技术方案并不能完全解决控制精度不精准的问题。

另外，晶闸管需要高电压的序列脉冲才能触发，而一个整流单元中存在多个晶闸管，为了达到触发条件，所需要的控制触发脉冲的电路单元都比较复杂，整体使得无刷励磁装置的结构组成复杂，由此便会增加的生产成本和维护费用。

发明内容

本实用新型针对现有技术中，无刷励磁装置采用晶闸管整流技术存在控制精度并不精准以及控制触发脉冲的电路复杂等问题，提供一种基于IGBT控电的无刷励磁装置，采用IGBT配合三相不可控整流桥进行整流控电，取代以前的晶闸管整流，并开发一套适用于无刷励磁系统的控制板卡，该控制板卡集成了控制IGBT所需的PWM信号，以及励磁系统所需要的全部功能，对简化装置结构具有重要作用，并且该技术方案减少了装置的体积，便于整体安装。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：