利用电网电源构成的六相电动机的六相电源供配电系统技术方案

本实用新型专利技术涉及利用电网电源构成六相电动机的六相电源供配电系统，包括电网三相电源系统（1）、分裂移相变压器（2）以及六相电动机（6）；分裂移相变压器（2）的输入端与三相电源系统（1）相连接，二者组成六相电源系统；系统还包括六相中压断路器（4）或带整流逆变单元的起动控制装置（5），六相电源系统的输出端通过中压断路器（4）或带整流逆变单元的起动控制装置（5）直接与六相电动机（6）相连接。本实用新型专利技术将六相电动机的供配电系统与电网系统相结合，解决了大容量功率电动机起动冲击大的问题，其应用范围广，可靠性高。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种供配电系统，尤其涉及一种利用电网电源系统构成六相电动机使用的六相电源供配电系统。
技术介绍
随着工业领域内大型工厂的不断建成和投产，企业经济规模的不断提高，大型工厂企业已为全厂供配电系统带来了新的课题与挑战，供配电系统的构成必须从全局出发，统筹兼顾、按照负荷性质、用电容量、工厂特点和地区供电条件，确定合理的供配电系统方案，使其做到取得连续、可靠供电的电源，构建能安全可靠、稳定运行的供配电系统。工业领域内现有供配电系统通常都是采用从电网电源得到能量的三相电源系统，与三相电源系统相适应的是三相用电负荷和三相电动机，随着电力电子技术与交流调速技术的发展，六相电源供配电系统和六相电动机的应用变为可能。与三相电动机相比，六相电动机具有如下优势(I)在同等条件下，六相电动机比三相电动机更容易作到大容量功率；(2)当六相电动机驱动系统中某一相发生故障时，可以通过六相断路器将其故障相断开，电动机仍可长期缺相运行，并作为一种运行方式，因此驱动系统运行可靠性大大提闻;(3)六相电动机的起动特性优于三相电动机；(4)相对三相电动机而言，多相大型电动机功率密度大，体积小，制造成本降低；(5)根据实际情况，可控制六相电动机在三相电源的工况下运行，节能降耗。六相电源供配电系统及六相电动机系统由于其可实现大容量功率驱动，减小电动机转矩脉动，提高系统运行可靠性，节能降耗，改善系统性能等诸多优点，适合于大容量功率的驱动系统和运行可靠性要求高的场合。目前应用六相电动机的领域，主要是集中在船舶、舰艇及电动汽车等非电网电源提供能量的方面，其电源系统都是直流逆变成六相交流电源构成的一种独立的电源及控制系统，与电网系统电源无关，尤其在驱动系统原本有变频调速要求的场合更为常见，但在由电网电源系统直接供电的工业领域中，还没有针对大型电动机驱动系统来构建六相电源供配电系统。如图I所示，中国专利CN1296334A公开了一种多相电机及无谐波变频调速装置，该装置由变压器、整流逆变控制器、多相电机变频调速器、故障检测单元、通讯单元等连接组成；该装置用普通耐压水平的功率器件实现宽功率范围的变频调速。同时实现了电网、电机双边无谐波以及多相变频电气传动，达到调速的目的。但该专利只适用于高速列车、矿山提升、舰船动力、电动机车等非电网电源提供能量的电力拖动领域。
技术实现思路
为了解决现有技术中大容量功率电动机起动冲击大、能耗高，且电动机驱动系统运行可靠性低的问题，本技术提供了一种利用电网电源构成的六相电动机的六相电源供配电系统。本技术的设计方案如下利用电网电源构成的六相电动机的六相电源供配电系统,包括电网三相电源系统I、分裂移相变压器2和六相电动机6 ;分裂移相变压器2的输入端与三相电源系统I相连接，~■者组成TK相电源系统；系统还包括六相中压断路器4或带整流逆变单元的起动控制装置5，六相电源系统的输出端通过中压断路器4或带整流逆变单元的起动控制装置5直接与单台六相电动机6相连接。具体的说六相中压断路器4的输入端与六相电源系统的输出端相连接，六相中压断路器4 的输出端与单台六相电动机6相连接，三相电源系统I中的电信号依次通过分裂移相变压器2、六相中压断路器4以及单台六相电动机6。带整流逆变单元的起动控制装置5的输入端与六相电源系统的输出端相连接，带整流逆变单元的起动控制装置5的输出端与单台六相电动机6相连接，三相电源系统I中的电信号依次通过分裂移相变压器2、带整流逆变单元的起动控制装置5以及单台六相电动机6。六相电源系统中包括六相电源主接线3，六相电源主接线3可与多台六相电动机6相连接，与每个六相电动机6相连接的六相电源系统主接线3上均配套安装有六相中压断路器4。六相中压断路器4与六相电动机6之间的六相电源主接线3上可设置有带整流逆变单元的起动控制装置5。带整流逆变单元的起动控制装置5的输入端与六相中压断路器4的输出端相连接，带整流逆变单元的起动控制装置5的输出端与多台六相电动机6相连接。本系统还可采用不带整流逆变单元的起动控制装置5’，不带整流逆变单元的起动控制装置5’为带整流逆变单元的起动控制装置5的等同替换部件。不带整流逆变单元的起动控制装置5’的输出端与六相电动机6相连接。设置六相中压断路器4是为保证六相电动机6能够在出现电气故障时得到保护。设置带整流逆变单元的起动控制装置5或不带整流逆变单元的起动控制装置5’的作用是控制六相电动机的起动或调速。具体是否设置带整流逆变单元的起动控制装置5或不带整流逆变单元的起动控制装置5’，是根据六相电动机6的运行及起动需求和电网情况决定的。在具体实施中，带整流逆变单元的起动控制装置5为变压变频起动控制装置或调压起动控制装置。不带整流逆变单元的起动控制装置5’为无功补偿起动控制装置或自耦变压器。六相电动机6接于六相电源系统中的全部六相或其中三相，在负载允许的情况下(负载较低)，接于六相电源系统中的其中三相，更节省能源。六相电源主接线3的接线形式为单母线、单母线分段、双母线中的一种，它是根据负荷容量及性质等具体应用要求来决定的，没有优劣区别。分裂移相变压器2包括分裂变压器和移相变压器，其中分裂变压器的二次侧为双Y接法，相移为30°。移相变压器的二次侧为Y，D接法，相移为30°。本技术的效果如下I)在电网电源系统下构成一个六相供配电系统并使用六相电动机驱动系统。2)本系统适合于大容量功率的电动机驱动系统和运行可靠性要求高的场合。3)降低了大容量功率的电动机起动冲击，同时使电动机驱动系统运行的可靠性大大提闻。4)可极大地改善电动机正常运行时存在的“大马拉小车”状况，在六相供配电系统 中控制六相电动机在其中三相电源的工况下运行，极大的降低了电动机能耗，达到节能的效果。5)提高了供配电系统和驱动系统的整体效益，特别是大容量功率的电动机驱动系统，节省了投资。本技术将六相电动机的供配电系统与电网系统相结合，为大容量功率的电动机驱动系统开辟了一种崭新的和先进的供配电系统设计方案，解决了大容量功率电动机起动冲击大的问题，提高了系统运行的可靠性，特别是可根据电动机的运行工况，控制六相电动机在其中三相电源的工况下运行，大大降低了电动机能耗，达到节能的效果，适用于工业领域内大型鼓风机、泵类等电动机驱动系统以及压缩机、注塑机、挤压机等机械传动和物料输送系统等，应用范围广，可靠性高。附图说明图I为现有技术中的三相电源供配电系统示意图；图2为本技术中的六相电源供配电系统简图；图3a为二次侧Y，D接法，相移30°的移相变压器示意图；图3b为二次侧双Y接法，相移30°的分裂变压器示意图；图4为通过变压器、单母线主接线、六相中压断路器和起动控制装置完成的多台六相电动机的供电示意图；图5a为通过变压器和起动控制装置完成的六相电动机模块连接示意图；图5b为通过变压器和起动控制装置完成的六相电动机供电示意图；图6为六相电动机在其中三相电源的工况下运行的示意图；附图编号说明I-三相电源系统；2_分裂移相变压器；3_六相电源主接线；4-六相中压断路器；5_带整流逆变单元的起动控制装置；5’ -不带整流逆变单元的起动控制装置；6_六相电动机。以下结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细地说明，本技术的保护范本文档来自技高网...

【技术保护点】
利用电网电源构成的六相电动机的六相电源供配电系统，包括电网三相电源系统（1），其特征在于：所述系统包括分裂移相变压器（2）和六相电动机（6）；所述分裂移相变压器（2）的输入端与所述三相电源系统（1）相连接，二者组成六相电源系统；所述系统还包括六相中压断路器（4）或带整流逆变单元的起动控制装置（5），所述六相电源系统的输出端通过所述中压断路器（4）或带整流逆变单元的起动控制装置（5）直接与单台所述六相电动机（6）相连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王财勇，袁学群，周宁，张伟，田树钢，许长海，邓全科，
申请(专利权)人：中国石油化工集团公司，中国石化工程建设有限公司，
类型：实用新型
国别省市：