[实用新型]模拟控制机组串级调速装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种主要用于交流异步电动机调速的模拟控制机组串级调速装置。

背景技术

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，以及功率因数低。

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，大于电机的输入功率，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。

发明内容

为克服现有技术上述的缺陷，本发明提供了一种模拟控制机组串级调速装置，这种调速装置回馈电网的高次谐波很小，不会污染电网。

本发明实现上述目的的技术方案是：一种模拟控制机组串级调速装置，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，所述励磁控制单元FLG2包括励磁整流电路和自耦调压器，所述励磁整流电路的输出端连接所述自耦调压器的输出端，所述自耦调压器设有驱动其进行调压动作的调压伺服器。

所述调压伺服器可设有对其进行控制的可编程控制器。

本实用新型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。

本实用新型的使用方法是：将所述串级整流电路的输入端连接被控异步电动机(以下简称主机)M1的转子三相滑环，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，由此实现了调速目的。所述自耦调压器的调压控制方式是通过各种传感器采集控制信号，并通过PLC的程序设置实现对调压特性的控制，由PLC控制调压伺服器的输出，进而控制自耦调压器输出合适的电压。

本实用新型调速装置对被控对象无极调速，更重要的是调速效率高，主机M1转子绕组的转差功率经FLG1整流后输入直流电机M2，直流电机再驱动交流电机M3发电，将功率回馈入电网。

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；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。

本实用新型主要可用于水泥、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是本实用新型与主机系统的总体结构示意图；

图2是本实用新型一个实施例的电路原理图。

具体实施方式

参见圈1和图2，本实用新型提供了一种模拟控制机组串级调速装置，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，所述励磁控制单元FLG2包括励磁整流电路和自耦调压器，所述励磁整流电路的输出端连接所述自耦调压器的输出端，所述自耦调压器设有驱动其进行调压动作的调压伺服器。对于常见的自耦调压器，所述调压伺服器的输出轴直接或通过传动机构与所述自耦调压器的刷架轴连接，即可带动自耦调压器动作，实现所需的电压输出。

所述励磁整流电路和所述串级整流电路均采用二极管整流桥，以保证整流效果并尽可能简化结构。

所述调压伺服器可设有对其进行控制的可编程控制器，采用这种控制器成本低、使用方便。