全数字化机组串级调速装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种全数字化机组串级调速装置，其特征在于包括串级整流电路ＦＬＧ１、直流电动机Ｍ２和交流发动机Ｍ３，所述串级整流电路ＦＬＧ１的输出端连接所述直流电动机Ｍ２的电枢输入端，所述直流电动机Ｍ２设有励磁控制单元ＦＬＧ２，所述交流发动机Ｍ３同所述直流电动机Ｍ２轴连接。所述励磁控制单元ＦＬＧ２可以包括可控硅整流电路和向可控硅整流电路供电的变压器Ｔ，所述可控硅整流电路可以设有对其进行控制的可编程控制器，所述串级整流电路可以采用二极管整流桥。本实用新型专利技术产生的高次谐波少，并且调速范围广、结构简单、操作方便，可实现全数字化控制，主要用于交流异步电动机调速。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种主要用于交流异步电动机调速的全数字化机组串级调速装置。技术背景串级调速是交流异步电动机的经典调速方法之一。随着电力电子技术和计算机控制技 术的发展，串级调速技术得以更进一步的发展，它以控制电压低、控制功率小、结构简单、 节能高效而具有突出的优越性，在高压大中型电动机节能调速应用方面具有特别的意义。现有技术下的串级调速装置主要由一个三相整流单元、逆变单元、控制单元和逆变变 压器组成。被控的交流异步电动机转子绕组转差功率经过整流后，再经过逆变回馈至电网， 通过调整逆变器的逆变角来控制电动机的转速。但这种调速方式最大的缺陷就是回馈电网 的功率含有幅值较高的高次谐波，污染电网。另一种应用非常普遍的交流调速方式是变频调速。通过改变输入交流电机定子绕组电 源频率来改变电动机转速。这种调速方式的优点是控制稳定，电机启动电流小，调速范围 宽。但这种调速方式需要控制的功率大，是电机的输入功率，同时也会产生幅值较高的高 次谐波污染电力系统。对于高压大功率电动机而言，高压变频器的投资很高，技术难度大， 这些都影响了变频调速技术的进一步应用。
技术实现思路
为克服现有技术上述的缺陷，本专利技术提供了一种全数字化机组串级调速装置，这种调 速装置回馈电网的高次谐波小，有利于减小对电网的污染。本专利技术实现上述目的的技术方案是 一种全数字化机组串级调速装置，包括串级整流 电路和直流电动机，所述串级整流电路的输出端连接所述直流电动机电枢的输入端，所述 直流电动机设有励磁控制单元。本技术还可以设有交流发电机，所述交流发电机同所述直流电动机轴连接。本技术的使用方法是将所述串级整流电路的输出端连接被控异步电动机的转子 线圈，所述交流发电机的输出端连接电网，通过励磁控制单元调节直流电动机的励磁电压， 就可调节直流电动机的电枢电压，相应地也就调节了异步电动机转子回路反电势的大小，从而改变其转子转差，由此实现了iJi速目的。由于交流发电机的气隙磁势是稳定的正向旋转磁势，几乎没有高次谐波馈入电网，由此避免了对电网的谐波污染；选用的直流电动机电枢额定电压越高，调速范围就越大，当 直流电机的电枢电压大于绕线式异步电机绕组的开口电压时，机组串调装置就可以完全阻 止绕线式异步电动机的转动，使其堵转，由此使调速范围达到0~100%额定转速；交流发 电机的选择尽可能选择极数多的电机(6极以上)，直流电动机在重负载和低电枢电压的条 件下，其转速都能大于交流发电机的同步速，串调机组中交流发电机的极数越多，串调机 组转速就越慢，其检修周期就越长，可以超过被控异步电动机(组)的检修周期，以避免 本技术对生产工艺的稳定造成消极影响。被控异步电动机转子绕组接入三相全控整流 桥，在理论上每周期每相先后有2次60°电角度的截至状态，但是由于电感元件电流的不可 突变性，每相绕组电流截止的时间大为縮短，转子电流负序分量幅值很小，引起定子绕组 产生的各次谐波的幅值也非常小，可以忽略。所述励磁控制单元可以采用全数字控制装置， 采用现代数字控制技术或微机技术方便地实现对大功率电机的无级平滑调速。本技术主要可用于水泥、电力、水利、水处理、供水、城市供热、冶金矿产、港 口机械、石油化工等工业领域，通过对异步电动机的转速调节实现了节能和优化工艺流程 的目的。附图说明图1是本技术与被控异步电动机系统的总体结构示意图； 图2是本技术一个实施例的电路原理图。具体实施方式参见图1和图2，本技术提供了一种全数字化机组串级调速装置，包括串级整流 电路FLG1和直流电动机M2，通常还可以设有交流发动机M3，所述串级整流电路FLG1的 输出端连接所述直流电动机M2的电枢输入端,所述直流电动机M2设有励磁控制单元FLG2，所述交流发动机M3同所述直流电动机M2轴连接。所述励磁控制单元FLG2可以包括可控硅整流电路和向可控硅整流电路供电的变压器 T，所述可控硅整流电路可以设有对其进行控制的可编程控制器，通过可编程控制器的程序 和参数设定实现对直流电动机M2的励磁电压的控制。采用这种控制器成本低、使用方便。所述可编程控制器可以依据现有技术采集被控系统的工艺运行参数(如气压和温度 等)，可以设有若干传感器用于实时采集这些工艺运行参数，通过现有技术设置控制程序， 其控制信号输出端连接可控硅整流电路的控制端，向可控硅整流电路输出控制信号，以调 整可控硅整流电路的电压输出，由此改变施加在所述直流电动机M2转子线圈上的励磁电 压。所述可控硅整流电路的控制装置也可以采用其他控制装置，例如工业控制计算机系统。所述变压器T的输入端可以设有依次串联的接触器KM2和空气开关QF2，通过接触 器KM2和空气开关QF2连接电源电路，以实现对变压器T通断电的控制。所述可控硅整流电路的输出端和所述直流电动机M2的励磁线圈组成的回路上可以设 有显示输出电压的电压表PV2和显示回路电流的电流表PA2，以实现对励磁电压和电流的监 控。所述串级整流电路FLG1可以采用二极管整流桥或其他任意适宜形式的整流电路，将被 控异步电动机M1的的转子线圈上的电压转化为适于所述直流电动机M2的直流电压。所述串级整流电路FLG1的输出端和所述直流电动机M2的电枢组成的回路上可以设有 用于直接显示输出电压的电压表PV1、用于显示电动机转速的电压表PN1和用于显示输出电 流的电流表PAl,以便对这些参数进行监控。所述串级整流电路FLG1的输入端可以设有接触器KM1，通过接触器KM1连接被控异步电 动机M1的转子线圈，以便进行通断控制。所述被控异步电动机Ml的转子线圏接线端可以设有用于过压保护的压敏电阻Ru，以利 所述交流发电机M3釆用异步交流发电机，其输出端依次连接有接触器KM3和空气开关 QF3，并通过接触器KM3和空气开关QF3接入电网，以实现向电网馈电的控制。所述各开关的动作均可以由PLC或控制机柜面板上的按钮控制，以方便操作。 各开关的控制过程可以采用下列方式当被控异步电动机Ml (简称主机)断路器Kl合时，主机起动。这时机组串调装置才 允许投入运行。首先手动合闸空气断路器QF2、 QF3，再合闸KM3，启动机组，稳定后合闸 KM2，给励磁控制单元FLG2供电回路，运行励磁控制单元FLG2，调整励磁给定值，使直流 机电枢电压达到预期值。这一切完成后，就可以将串调装置投入运行。KM1合闸，然后K3 断开，闭锁K2，严禁K2合闸，这时主机转速为调速范围中默认转速。如果要提高转速就 要减小励磁电流，如果要调低转速，就要增大励磁电流，调节过程要慢调。此时直流电动 机M2拖动的交流发电机M3处于发电状态，所发的电反馈到电网去，从而达到节能增效的 目的。停机时合上K3，然后断开KMl,辅机系统停机。主机停机后，液体电阻RF应自动调 到电阻值最大状态，以备下次主机启动。可以采用全数字化控制技术实现调速控制，以获得下列优势(1) 全数字化设计。该励磁调节装置从交流输入到控制脉冲全部实现了数字化，完成 了采样、数控脉冲等一系列先进的微机技术，在硬件结构上实现了最小系统配置，提高了 装置的可靠性和调节精度。(2) 国际标准化的软件设计。该励磁调节装置在实现了最小系统配置的条件下，保护与 调节功能均采用软件设计得以实现，调节本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全数字化机组串级调速装置，其特征在于包括串级整流电路ＦＬＧ１和直流电动机Ｍ２，所述串级整流电路ＦＬＧ１的输出端连接所述直流电动机Ｍ２的电枢输入端，所述直流电动机Ｍ２设有励磁控制单元ＦＬＧ２。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：李茂林，周明宝，严汉彦，洪旭，程建，
申请(专利权)人：北京紫御湾科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11[]