[实用新型]一种高压大功率三相电机调速装置

说明书

本实用新型涉及一种高压大功率三相电机的调速装置，特别是适用于电压在6KV-10KV，功率在200KW/h-6000KW/h的高压大功率三相电机的调速装置。

高压大功率三相电机的调速装置，因其对电机的节能和电机拖动对象的稳定运行起至关重要的作用，其可靠性要求特别高。而目前用于设备调速的方法主要有：

1、液压传动结构调速器

2、电磁耦合差转器

3、电子变频电机调速装置

4、电子调功电机调速装置

对于上述的1、2调速方法因其制造困难或不适合大功率的传递，在高压大功率的设备中无法应用。上述3、4是中小功率电机的较好调速方案，已普遍应用到各行业中。上述3、4的调速方案，对高压大功率三相电机的调速装置也是较好方案，但是，由于其关键部件高电压、大功率的器件虽已有生产，但高电压、大功率的器件因其制造工艺复杂，相对造价很高，同时，使用这种器件制造的调速装置也因下述原因产品性能尚不完善，实用性较差：利用电子器件组成的方案3、4调速装置都存在这样一个问题，装置中有一个元器件发生故障，将有导致调速装置和电机拖动系统发生故障而瘫痪的危险。因此，这种装置对器件参数有较苟刻的要求，对检修人员有较高的维护知识和熟练的检修手段的要求。尽管如此，元器件的使用环境、温度变化、元器件老化等诸因素导致使用中元器件故障发生可能性是随机存在的，装置出现事故的危险也可能会随时发生。高压大功率电机的拖动对象一般情况下在生产过程中是至关重要的，调速装置故障导致拖动对象及其他主设备停止运行及检修耗费的时间，对生产效益有很大的影响，往往因装置故障带来的损失费用大于因装置调速节约电能的费用而使用户宁愿不使用这种装置。

本实用新型的目的在于设计这样一种高电压大功率三相电机的调速装置，它具有较高可靠性，允许装置中的元器件发生故障而不影响装置的正常运行；在正常运行过程中能方便、快捷地更换损坏器件；相对成本低，散热性能好，适用于长期运行的高压大功率三相电机的调速装置。

本实用新型的技术方案是：

一种高压大功率三相电机的调速装置，它包括三相变压器1、三相整流桥2、滤波电容3、滤波电抗器4和由功率开关器件---门极换流晶闸管IGCT开关器件6及电路5组成的三相逆变桥路所构成；其一个高压大功率IGCT开关器件6及电路5，由两个或两个以上小功率IGCT开关器件13及电路12构成的模块单元11串联电路所替代；模块单元串联电路的功率之和大于一个高压大功率IGCT开关器件及电路的功率，使模块单元串联电路的功率满足这个高压大功率IGCT开关器件在装置中的额定运行功率并且有冗余；模块单元串联电路，其串联电路中至少有一个冗余的模块单元使串联电路功率之和大于被替代的一个高压大功率IGCT开关器件的功率，这个冗余的模块单元的实用功率大于等于串联电路中的另一个模块单元的实用功率。模块单元串联电路，有一个或一个以上冗余的模块单元串联在电路里。

模块单元里含有IGCT开关器件13、均压电路14两部分电路；其中IGCT是信号驱动电路及接口18、驱动电源接口20、器件故障指示电路19、开关器件13、续流元件17集成在一起的一个器件；均压电路与IGCT连接构成模块单元的电路。在IGCT开关器件的参数比较一致时，可以不用均压电路。

模块单元11通过接插件15与直流母线相连接；每个模块单元外部，装有一个连锁的母线短接片16，当模块单元11插入母线时，连锁的母线短接片16从母线上开路；当模块单元11拔出时，连锁的母线短接片16短接，接通母线上的开路点，从而保证更换模块单元时不用停运整个装置。模块单元的信号光纤接口18通过光纤和装置的控制器10相连；模块单元驱动电源接口20通过插接件和驱动电源相连接。

本实用新型的特点是：

由于采用的是成熟的三相电机调速方案的主电路，本实用新型是将其电路中的一个高电压、大功率的IGCT器件6及电路5用两个或两个以上小功率IGCT器件13及电路12组成的模块11串联相接，串联模块的功率之和等于主回路中一只大功率IGCT器件的功率，再加上一个或一个以上冗余模块与之串联而组成。每个模块可以含有均压电路14，以防止串联时因器件参数差异而造成某个小功率单元过电压。模块单元通过接插件15与直流母线相连接，模块单元的信号光纤接口18通过光纤和装置的控制器10相连；模块单元驱动电源接口20通过插接件和驱动电源相连接。