[实用新型]无速度传感器绕线电动机双变频器控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种无速度传感器绕线电动机双变频器控制装置。

背景技术

目前，在交流电机调速领域，多采用定子侧单边交直交供电的电压源型变频器，对于调速精度要求不高的场合大多采用基于压频比的开环控制方式，对于重载和调速精度高的场合大多采用无速度传感器的矢量控制方式或者有速度传感器的矢量控制方式。无速度传感器的矢量控制方式在中高速段可以获得较为满意的控制性能，但是在零速或者零速附近仍不能有很好的控制性能，这主要是因为无速度传感器的控制方式用于计算速度的定子电压在零速或者零速附近时幅值很小，容易和检测噪声混合，难以精确得到，而且在重载的场合，为了不使变频器有过流的危险，常常需要在选用变频器时将其相对于电机的容量放大一个等级。有速度传感器的矢量控制方式可以在零速至高速段都获得很好的控制性能，而且变频器的选用可以与电机的容量同等级，但是，速度传感器的安装调试较为麻烦，为了确保速度传感器的精度需要定期维护，在环境恶劣的场合甚至无法应用速度传感器。

另外，无论是有速度传感器还是无速度传感器的控制方式，在零速或者零速附近时，由于定子电流的频率非常低，电流会长期流过电压源型变频器逆变器中的某三个IGBT中，容易导致IGBT器件的发热和寿命降低。因此，即使是采用有速度传感器的控制方式，如果经常会运行于零速附近，仍需要将变频器相对于电机的容量放大一个等级。

为了解决无速度传感器控制方式在零速或者零速附近无法提供精确的速度计算值以及在零速或者零速附近某些IGBT器件电流集中容易发热的问题，有国外文献提出在绕线电机的定子侧和转子侧都采用变频器进行供电的解决方案，该方案在零速或者零速附近时定子侧和转子侧变频器都输出频率大于5Hz的交流电压，因此此时的无速度传感器转速计算在较大的定子和转子电压幅值的条件下可以得到较高的精度，而且由于在电机全部的调速范围内，定子转子内流过电流的频率都不会小于5Hz，也就避免了电流会过于集中于某些IGBT器件的问题。但是该文献提供的矢量控制方案是采用定子矢量控制、转子压频比控制的方式，由公知的普通双馈电机的理论可知转子侧变频器采用压频比控制是很难稳定的，如果转子侧变频器出现故障整个系统就要停止工作，如果定子侧变频器出现故障，转子侧变频器同样无法稳定工作。即无法在出现故障时让系统能够降额工作，而是全部系统停止工作。

另外，国外文献的这种双变频器控制方案在定子侧和转子侧都采用的是交直交的拓扑结构，虽然可以将被调速的绕线电机额定容量和额定转速降低一半仍获得正常的功率范围和转速范围，但是变频器的等效容量仍为正常的功率范围，成本并没有比采用定子侧单交直交的变频器有所降低。

实用新型内容

针对现有技术存在的缺陷，本实用新型的目的是提供一种无速度传感器绕线电动机双变频器控制装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是： 

无速度传感器绕线电动机双变频器控制装置，包括交流电网和异步绕线电动机，其特征在于：由二极管组成的整流桥的输入端连接交流电网，整流桥的输出端连接滤波电容，第一逆变器和第二逆变器的输入端均接在滤波电容的输出端上，第一逆变器与第二逆变器由IGBT组成，第一逆变器的输出端与异步绕线电动机的定子侧连接，第二逆变器的输出端与异步绕线电动机的转子侧连接。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型可以在异步绕线电动机定子转子侧都采用基于IGBT的交直交变频器时，对定子侧的变频器采用传统的压频比控制方式，对转子侧采用矢量控制方式，在任意一侧的变频器出现故障时，都可以停止转子侧的矢量控制，让电机工作在传统的压频比控制方式下，系统可降额工作，不至于全部停止工作；

2、本实用新型可以在异步绕线电动机定子侧采用基于晶闸管的离散变频器，在转子侧采用基于IGBT的交直交变频器，由转子侧矢量控制引入转矩控制环来消除离散变频器带来的转矩脉动，让电机平稳运行；

3、本实用新型在异步绕线电机的任何运行速度区间，定子转子变频器中电流的频率都不会小于5Hz，因此采用公知的电机转速估计方法中用到的电压值都不会因为幅值被测量噪声干扰而使电机在零速附近的转速估计出现较大的误差。

附图说明

图1为本实用新型的主电路图；

图2为本实用新型的控制原理图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。