非對稱瞬態電壓抑制轉子變頻調速控制裝置的製作方法
2023-12-03 20:54:26 3
專利名稱：非對稱瞬態電壓抑制轉子變頻調速控制裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於交流異步電動機調速控制技術領域中一種交流異步電動機轉子變頻調速控制裝置。
背景技術：
轉子變頻調速系統是一種在高壓繞線式異步電動機轉子側控制的調速系統，它能有效地將轉子頻率的轉差功率逆變成工頻回送到電網或電動機內部進行循環利用，所以它是一種高效調速系統，在風機水泵等平方轉矩負載領域獲得了廣泛應用。在公知技術中，現有的交流異步電動機轉子變頻調速控制裝置主要採用的電動機轉子繞組電路連接起動電路、三相橋式整流電路、直流電抗器Ll和絕緣柵雙極型電晶體IGBT組成的升壓斬波電路連接直流電抗器L2、三相有源逆變電路、三相逆變電源；但在調速系統中，來自電網的瞬態高壓或由於高壓電網驟停引起的電動機瞬態高能量釋放產生的高壓時有發生，這種超過IGBT 耐壓等級的瞬態高壓很容易使IGBT擊穿而損壞；為此，通常是在IGBT電路並聯一保護電路或採用高能壓敏電阻吸收。但由於瞬態高壓尖峰的上升率很大，電壓上升很快，有時保護晶閘管還未來得及動作，IGBT已受到高壓衝擊而損壞，再是對來自有源逆變側或電網側的瞬態高壓保護薄弱，因為這類瞬態高壓常常先將升壓二極體反向擊穿，使升壓電容存儲的巨大能量通過IGBT洩放，從而引起IGBT燒壞；高能壓敏電阻也因響應速度慢、箝位因子高等原因而很難起到保護作用。
實用新型內容為了克服現有技術的不足，解決現有的交流異步電動機轉子變頻調速控制裝置瞬態高壓尖峰的上升率大，絕緣柵雙極型電晶體受高壓衝擊易損壞的問題。本實用新型之目的是提供一種結構簡單實用，非對稱瞬態電壓抑制轉子變頻調速控制裝置，它具有瞬態高壓尖峰的上升率小，保護晶閘管動作及時，絕緣柵雙極型電晶體使用壽命長的特點。解決上述問題所採用的技術方案是一種非對稱瞬態電壓抑制轉子變頻調速控制裝置，它設有電動機轉子繞組電路 ZR、起動電路QD、三相橋式整流電路S)、直流電抗器Li、非對稱瞬態電壓抑制斬波電路 SYJB、直流電抗器L2、三相有源逆變電路YN、三相逆變電源ND，以非對稱瞬態電壓抑制斬波電路SYJB替代現有交流異步電動機轉子變頻調速控制裝置的升壓斬波電路，非對稱瞬態電壓抑制斬波電路SYJB是由絕緣柵雙極型電晶體IGBT、瞬態電壓抑制二極體VS1-2、升壓二極體D和升壓電容2C連接組成，瞬態電壓抑制二極體VSl的2端與逆導型絕緣柵雙極型電晶體IGBT的C極相連、1端與逆導型絕緣柵雙極型電晶體IGBT的E極相連，瞬態電壓抑制二極體VS2的1端與升壓二極體D的正極相連、2端與升壓二極體D的負極相連。上述非對稱瞬態電壓抑制轉子變頻調速控制裝置，所述瞬態電壓抑制二極體 VS1-2是由瞬態電壓抑制二極體TVSll TVS15、TVS21 TVS91、TVS22 TVS92和TVS25 TVS95陣列組成。
3[0007]上述非對稱瞬態電壓抑制轉子變頻調速控制裝置，所述瞬態電壓抑制二極體 TVSll TVS15選用15kW 30kW同型號、同批次的瞬態電壓抑制二極體，最大反向工作電壓為10伏 30伏；瞬態電壓抑制二極體TVS21 TVS91、TVS22 TVS92和TVS25 TVS95 選用15kW 30kW同型號、同批次的瞬態電壓抑制二極體，最大反向工作電壓為420伏；瞬態電壓抑制二極體TVS21 TVS91個由2 8隻瞬態電壓抑制二極體串聯組成。上述非對稱瞬態電壓抑制轉子變頻調速控制裝置，在單只瞬態電壓抑制二極體的最大反向工作電壓和功率能滿足系統要求時，所述瞬態電壓抑制二極體VS1-2或是採用兩隻反向的瞬態電壓抑制二極體TVS1-2連接組成。本實用新型使用時，與現有的交流異步電動機轉子變頻調速控制裝置一樣，裝連在交流異步電動機即可。由於本實用新型設計採用了上述技術方案，有效地解決了現有的交流異步電動機轉子變頻調速控制裝置瞬態高壓尖峰的上升率大，保護晶閘管還未來得及動作，IGBT受到高壓衝擊易損壞的問題。已經過數次試驗試用結果表明，它與現有技術相比，具有結構簡單實用，非對稱瞬態電壓抑制轉子變頻調速控制裝置瞬態高壓尖峰的上升率小，保護晶閘管動作及時，絕緣柵雙極型電晶體IGBT使用壽命長等優點，適用於各型的交流異步電動機。
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細描述。
圖1是本實用新型實施例的原理電路圖。圖2是圖1實施例瞬態電壓抑制二極體VS1-VS2的原理電路圖。圖3是圖2實施例中兩隻反向瞬態電壓抑制二極體TVS1-2的連接電路圖。圖中各標號為電動機轉子繞組電路觀、起動電路QD、三相橋式整流電路ZD、直流電抗器Li、非對稱瞬態電壓抑制斬波電路SYJB、直流電抗器L2、三相有源逆變電路YN、三相逆變電源ND，非對稱瞬態電壓抑制斬波電路是由絕緣柵雙極型電晶體IGBT、瞬態電壓抑制二極體VS1-2、升壓二極體D、升壓電容2C。
具體實施方式
如附圖1所示實施例，本實用新型設有電動機轉子繞組電路觀、起動電路QD、三相橋式整流電路ZD、直流電抗器Li、非對稱瞬態電壓抑制斬波電路SYJB、直流電抗器L2、三相有源逆變電路YN、三相逆變電源ND，非對稱瞬態電壓抑制斬波電路是由絕緣柵雙極型電晶體IGBT、瞬態電壓抑制二極體VS1-2、升壓二極體D和升壓電容2C連接組成，瞬態電壓抑制二極體VSl的2端與逆導型絕緣柵雙極型電晶體IGBT的C極相連、1端與逆導型絕緣柵雙極型電晶體IGBT的E極相連，瞬態電壓抑制二極體VS2的1端與升壓二極體D的正極相連、2端與升壓二極體D的負極相連。參見附圖2實施例，本實用新型的瞬態電壓抑制二極體VS1-2是由瞬態電壓抑制二極體 TVS11、TVS12 TVS15、TVS21 TVS91、TVS22 TVS92 和 TVS25 TVS95 陣列組成，瞬態電壓抑制二極體TVSll TVS15選用15kW 30kW同型號、同批次的瞬態電壓抑制二極體，最大反向工作電壓為10伏 30伏；瞬態電壓抑制二極體TVS21 TVS91、TVS22 TVS92和TVS25 TVS95選用15kW 30kW同型號、同批次的瞬態電壓抑制二極體，最大反
4向工作電壓為420伏；瞬態電壓抑制二極體TVS21 TVS91各由6隻瞬態電壓抑制二極體串聯組成。 參考附圖3實施例，瞬態電壓抑制二極體VS1-2是由兩隻不同反向工作電壓等級的瞬態電壓抑制二極體TVS1-2連接組成。
權利要求1.一種非對稱瞬態電壓抑制轉子變頻調速控制裝置，它設有電動機轉子繞組電路 (ZR)、起動電路(QD)、三相橋式整流電路(ZD)、直流電抗器[Li]、直流電抗器[L2]、三相有源逆變電路[YN]、三相逆變電源[ND]，其特徵是還設有非對稱瞬態電壓抑制斬波電路 [SYJB]，非對稱瞬態電壓抑制斬波電路[SYJB]是由絕緣柵雙極型電晶體[IGBT]、瞬態電壓抑制二極體[VS1-2]、升壓二極體[D]和升壓電容[2C]連接組成，瞬態電壓抑制二極體 [VS1]的2端與逆導型絕緣柵雙極型電晶體[IGBT]的C極相連、1端與逆導型絕緣柵雙極型電晶體[IGBT]的E極相連，瞬態電壓抑制二極體[VS2]的1端與升壓二極體[D]的正極相連、2端與升壓二極體[D]的負極相連。
2.根據權利要求1所述的非對稱瞬態電壓抑制轉子變頻調速控制裝置，其特徵在於， 瞬態電壓抑制二極體[VS1-2]均是由瞬態電壓抑制二極體TVS11、TVS12 TVS15、TVS21 TVS91、TVS22 TVS92 和 TVS25 TVS95 陣列組成。
3.根據權利要求2所述的非對稱瞬態電壓抑制轉子變頻調速控制裝置，其特徵在於， 瞬態電壓抑制二極體TVS21 TVS91由2 8隻瞬態電壓抑制二極體串聯組成。
4.根據權利要求1所述的非對稱瞬態電壓抑制轉子變頻調速控制裝置，其特徵在於， 瞬態電壓抑制二極體[TVS1-2]是由兩隻反向的瞬態電壓抑制二極體TVS1-2連接組成。
專利摘要一種非對稱瞬態電壓抑制轉子變頻調速控制裝置，旨在解決現有的交流異步電動機轉子變頻調速控制裝置瞬態高壓尖峰的上升率大，IGBT受到高壓衝擊易損壞的問題。它採用的升壓斬波電路是由絕緣柵雙極型電晶體IGBT、瞬態電壓抑制二極體VS1-2、升壓二極體D和升壓電容2C連接組成的非對稱瞬態電壓抑制斬波電路，瞬態電壓抑制二極體VS1的2端與逆導型絕緣柵雙極型電晶體IGBT的C極相連、1端與逆導型絕緣柵雙極型電晶體IGBT的E極相連，瞬態電壓抑制二極體VS2的1端與升壓二極體D的正極相連、2端與升壓二極體D的負極相連。本實用新型結構簡單實用，適用於各型的交流異步電動機。
文檔編號H02P27/06GK202150834SQ20112020660
公開日2012年2月22日 申請日期2011年6月20日 優先權日2011年6月20日
發明者周巍, 楊煥紅, 葛運周 申請人:天津中電博源科技有限公司