具有谐波抑制功能的无刷调相机的制作方法
专利名称：具有谐波抑制功能的无刷调相机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有谐波抑制功能的无功功率调整装置，属于电机和电力电子技术领域。
背景技术：
随着电力电子装置的应用日益广泛，电网中的谐波污染也日益严重。另外，许多电力电子装置的功率因数很低，也给电网带来额外负担并影响供电质量。因此消除谐波污染并提高功率因数，已成为电力电子技术中的一个重大课题。用于补偿无功功率的典型装置有静止无功补偿器SVC。在SVC装置中，主要有固定电容器加晶闸管控制电抗器(FC+TCR)和晶闸管投切电容器(TSC)等类型。前者应用较多。SVC装置为补偿0～100％容量变化的无功功率，几乎需要100％容量的电容器和超过100％容量的晶闸管控制电抗器，铜和铁的消耗很大。用于补偿谐波的典型装置为电力有源滤波器。但是由于静止无功补偿器、静止无功发生器及电力有源滤波器都采用功率半导体器件，这一方面会提高装置的成本，另一方面也会降低装置的可靠性，而且装置的过载能力低。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有谐波抑制功能的无刷调相机，以克服现有的无功补偿器和谐波补偿器成本高、装置的可靠性低以及过载能力低的缺陷。本发明的技术方案是它由一号绕线型感应电机1、二号绕线型感应电机2、谐波发生器11、直流励磁电路12、直流励磁绕组13和连接轴5组成，一号绕线型感应电机1的转子轴与二号绕线型感应电机2的转子轴通过连接轴5固定为同轴旋转，一号绕线型感应电机1的三相转子绕组1-1的A、B和C相接线端分别连接二号绕线型感应电机2的三相转子绕组2-1的A、C和B相接线端上，二号绕线型感应电机2的三相定子绕组2-2分别连接谐波发生器11的三相输出端从而产生旋转磁场，直流励磁绕组13的两个接线端分别连接直流励磁电路12的正、负极输出端上，直流励磁绕组13固定在二号绕线型感应电机2的定子上给二号绕线型感应电机2提供励磁磁场。
本发明工作时，一号绕线型感应电机1的三相定子绕组分别连接在电力系统的三相电路上，谐波发生器11根据电力系统的实际谐波状况，发出高次谐波，该高次谐波在二号绕线型感应电机2的定、转子中产生旋转磁场，从而依次在二号绕线型感应电机2的定子绕组、转子绕组、一号绕线型感应电机1的转子绕组、定子绕组中感应谐波电动势和谐波电流。通过闭环控制，使在一号绕线型感应电机1的定子绕组中感应的谐波电动势和谐波电流与电力系统中谐波电动势和谐波电流大小相等、相位相反，便可以抵消电力系统中的高次谐波。根据电力系统的实际运行状况，通过闭环控制，调节直流励磁绕组13中直流励磁电流的大小，可以使一号绕线型感应电机1工作在欠励或过励状态，从而使一号绕线型感应电机1向电力系统发出相位滞后或超前的无功功率。这时候由一号绕线型感应电机1和二号绕线型感应电机2构成了无刷型同步电机。本发明通过把两台具有多绕组的感应电机级联，构成一种具有谐波抑制功能的无刷调相机，由于该调相机由通用的电机构成，主电路中没有用到价格昂贵的功率半导体器件，具有成本低、可靠性高和过载能力强等特点，把抑制电网谐波和调节电网功率因数的功能有机结合起来，在电力系统以及电网终端用户具有良好的应用前景。
图1是本发明的结构示意图，图2是实施方式三的结构示意图。
具体实施例方式
具体实施方式
一下面结合图1具体说明本实施方式。它由一号绕线型感应电机1、二号绕线型感应电机2、谐波发生器11、直流励磁电路12、直流励磁绕组13和连接轴5组成，一号绕线型感应电机1的转子轴与二号绕线型感应电机2的转子轴通过连接轴5固定为同轴旋转，一号绕线型感应电机1的三相转子绕组1-1的A、B和C相接线端分别连接二号绕线型感应电机2的三相转子绕组2-1的A、C和B相接线端上，这里倒相的目的是使电流从一号绕线型感应电机1的三相转子绕组1-1流出后，流入到二号绕线型感应电机2的三相转子绕组2-1时，二个电机转子电流相序一致，采用其它与本实施方式不同的倒相方式应该认为与本实施方式相同。二号绕线型感应电机2的三相定子绕组2-2分别连接谐波发生器11的三相输出端从而产生旋转磁场，直流励磁绕组13的两个接线端分别连接直流励磁电路12的正、负极输出端上，直流励磁绕组13固定在二号绕线型感应电机2的定子上给二号绕线型感应电机2提供励磁磁场。
具体实施方式
二本实施方式与实施方式一的不同点是谐波发生器11为由功率半导体构成的电力变换器。这种电力变换器是已有技术，如授权公告号为CN1026375Y的《有抑制高次谐波功能的无功功率补偿设备》专利所公开的技术方案，其它的组成和连接关系与实施方式一相同。
具体实施方式
三下面结合图2具体说明本实施方式。本实施方式与实施方式一的不同点是所述谐波发生器11由三个电容器C组成，三相定子绕组2-2中的每两相接线端之间都连接有一个电容器C，其它的组成和连接关系与实施方式一相同。本实施方式的谐波发生器11是一种无源滤波器，它结构简单、工作可靠。
权利要求
1.一种具有谐波抑制功能的无刷调相机，其特征在于它由一号绕线型感应电机(1)、二号绕线型感应电机(2)、谐波发生器(11)、直流励磁电路(12)、直流励磁绕组(13)和连接轴(5)组成，一号绕线型感应电机(1)的转子轴与二号绕线型感应电机(2)的转子轴通过连接轴(5)固定为同轴旋转，一号绕线型感应电机(1)的三相转子绕组(1-1)的A、B和C相接线端分别连接二号绕线型感应电机(2)的三相转子绕组(2-1)的A、C和B相接线端上，二号绕线型感应电机(2)的三相定子绕组(2-2)分别连接谐波发生器(11)的三相输出端从而产生旋转磁场，直流励磁绕组(13)的两个接线端分别连接直流励磁电路(12)的正、负极输出端上，直流励磁绕组(13)固定在二号绕线型感应电机(2)的定子上给二号绕线型感应电机(2)提供励磁磁场。
2.根据权利要求1所述的具有谐波抑制功能的无刷调相机，其特征在于谐波发生器(11)为由功率半导体构成的电力变换器。
3.根据权利要求1所述的具有谐波抑制功能的无刷调相机，其特征在于谐波发生器(11)由三个电容器(C)组成，三相定子绕组(2-2)中的每两相接线端之间都连接有一个电容器(C)。
全文摘要
具有谐波抑制功能的无刷调相机，它涉及一种具有谐波抑制功能的无功功率调整装置，它克服了现有技术成本高、装置的可靠性低以及过载能力低的缺陷。它由一号绕线型感应电机1、二号绕线型感应电机2、谐波发生器11、直流励磁电路12、直流励磁绕组13和连接轴5组成，1的转子轴与2的转子轴通过5固定为同轴旋转，1的三相转子绕组的A、B和C相接线端分别连接在2的三相转子绕组的A、C和B相接线端上，2的三相定子绕组分别连接11的三相输出端从而产生旋转磁场，13的两个接线端分别连接12的正、负极输出端上，13固定在2的定子上给2提供励磁磁场。由于该调相机由通用的电机构成，具有成本低、可靠性高和过载能力强等特点。
文档编号H02J3/01GK1794534SQ200510010569
公开日2006年6月28日 申请日期2005年11月23日 优先权日2005年11月23日
发明者寇宝泉, 李立毅 申请人:哈尔滨工业大学
技术领域：
本发明涉及一种具有谐波抑制功能的无功功率调整装置，属于电机和电力电子技术领域。
背景技术：
随着电力电子装置的应用日益广泛，电网中的谐波污染也日益严重。另外，许多电力电子装置的功率因数很低，也给电网带来额外负担并影响供电质量。因此消除谐波污染并提高功率因数，已成为电力电子技术中的一个重大课题。用于补偿无功功率的典型装置有静止无功补偿器SVC。在SVC装置中，主要有固定电容器加晶闸管控制电抗器(FC+TCR)和晶闸管投切电容器(TSC)等类型。前者应用较多。SVC装置为补偿0～100％容量变化的无功功率，几乎需要100％容量的电容器和超过100％容量的晶闸管控制电抗器，铜和铁的消耗很大。用于补偿谐波的典型装置为电力有源滤波器。但是由于静止无功补偿器、静止无功发生器及电力有源滤波器都采用功率半导体器件，这一方面会提高装置的成本，另一方面也会降低装置的可靠性，而且装置的过载能力低。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有谐波抑制功能的无刷调相机，以克服现有的无功补偿器和谐波补偿器成本高、装置的可靠性低以及过载能力低的缺陷。本发明的技术方案是它由一号绕线型感应电机1、二号绕线型感应电机2、谐波发生器11、直流励磁电路12、直流励磁绕组13和连接轴5组成，一号绕线型感应电机1的转子轴与二号绕线型感应电机2的转子轴通过连接轴5固定为同轴旋转，一号绕线型感应电机1的三相转子绕组1-1的A、B和C相接线端分别连接二号绕线型感应电机2的三相转子绕组2-1的A、C和B相接线端上，二号绕线型感应电机2的三相定子绕组2-2分别连接谐波发生器11的三相输出端从而产生旋转磁场，直流励磁绕组13的两个接线端分别连接直流励磁电路12的正、负极输出端上，直流励磁绕组13固定在二号绕线型感应电机2的定子上给二号绕线型感应电机2提供励磁磁场。
本发明工作时，一号绕线型感应电机1的三相定子绕组分别连接在电力系统的三相电路上，谐波发生器11根据电力系统的实际谐波状况，发出高次谐波，该高次谐波在二号绕线型感应电机2的定、转子中产生旋转磁场，从而依次在二号绕线型感应电机2的定子绕组、转子绕组、一号绕线型感应电机1的转子绕组、定子绕组中感应谐波电动势和谐波电流。通过闭环控制，使在一号绕线型感应电机1的定子绕组中感应的谐波电动势和谐波电流与电力系统中谐波电动势和谐波电流大小相等、相位相反，便可以抵消电力系统中的高次谐波。根据电力系统的实际运行状况，通过闭环控制，调节直流励磁绕组13中直流励磁电流的大小，可以使一号绕线型感应电机1工作在欠励或过励状态，从而使一号绕线型感应电机1向电力系统发出相位滞后或超前的无功功率。这时候由一号绕线型感应电机1和二号绕线型感应电机2构成了无刷型同步电机。本发明通过把两台具有多绕组的感应电机级联，构成一种具有谐波抑制功能的无刷调相机，由于该调相机由通用的电机构成，主电路中没有用到价格昂贵的功率半导体器件，具有成本低、可靠性高和过载能力强等特点，把抑制电网谐波和调节电网功率因数的功能有机结合起来，在电力系统以及电网终端用户具有良好的应用前景。
图1是本发明的结构示意图，图2是实施方式三的结构示意图。
具体实施例方式
具体实施方式
一下面结合图1具体说明本实施方式。它由一号绕线型感应电机1、二号绕线型感应电机2、谐波发生器11、直流励磁电路12、直流励磁绕组13和连接轴5组成，一号绕线型感应电机1的转子轴与二号绕线型感应电机2的转子轴通过连接轴5固定为同轴旋转，一号绕线型感应电机1的三相转子绕组1-1的A、B和C相接线端分别连接二号绕线型感应电机2的三相转子绕组2-1的A、C和B相接线端上，这里倒相的目的是使电流从一号绕线型感应电机1的三相转子绕组1-1流出后，流入到二号绕线型感应电机2的三相转子绕组2-1时，二个电机转子电流相序一致，采用其它与本实施方式不同的倒相方式应该认为与本实施方式相同。二号绕线型感应电机2的三相定子绕组2-2分别连接谐波发生器11的三相输出端从而产生旋转磁场，直流励磁绕组13的两个接线端分别连接直流励磁电路12的正、负极输出端上，直流励磁绕组13固定在二号绕线型感应电机2的定子上给二号绕线型感应电机2提供励磁磁场。
具体实施方式
二本实施方式与实施方式一的不同点是谐波发生器11为由功率半导体构成的电力变换器。这种电力变换器是已有技术，如授权公告号为CN1026375Y的《有抑制高次谐波功能的无功功率补偿设备》专利所公开的技术方案，其它的组成和连接关系与实施方式一相同。
具体实施方式
三下面结合图2具体说明本实施方式。本实施方式与实施方式一的不同点是所述谐波发生器11由三个电容器C组成，三相定子绕组2-2中的每两相接线端之间都连接有一个电容器C，其它的组成和连接关系与实施方式一相同。本实施方式的谐波发生器11是一种无源滤波器，它结构简单、工作可靠。
权利要求
1.一种具有谐波抑制功能的无刷调相机，其特征在于它由一号绕线型感应电机(1)、二号绕线型感应电机(2)、谐波发生器(11)、直流励磁电路(12)、直流励磁绕组(13)和连接轴(5)组成，一号绕线型感应电机(1)的转子轴与二号绕线型感应电机(2)的转子轴通过连接轴(5)固定为同轴旋转，一号绕线型感应电机(1)的三相转子绕组(1-1)的A、B和C相接线端分别连接二号绕线型感应电机(2)的三相转子绕组(2-1)的A、C和B相接线端上，二号绕线型感应电机(2)的三相定子绕组(2-2)分别连接谐波发生器(11)的三相输出端从而产生旋转磁场，直流励磁绕组(13)的两个接线端分别连接直流励磁电路(12)的正、负极输出端上，直流励磁绕组(13)固定在二号绕线型感应电机(2)的定子上给二号绕线型感应电机(2)提供励磁磁场。
2.根据权利要求1所述的具有谐波抑制功能的无刷调相机，其特征在于谐波发生器(11)为由功率半导体构成的电力变换器。
3.根据权利要求1所述的具有谐波抑制功能的无刷调相机，其特征在于谐波发生器(11)由三个电容器(C)组成，三相定子绕组(2-2)中的每两相接线端之间都连接有一个电容器(C)。
全文摘要
具有谐波抑制功能的无刷调相机，它涉及一种具有谐波抑制功能的无功功率调整装置，它克服了现有技术成本高、装置的可靠性低以及过载能力低的缺陷。它由一号绕线型感应电机1、二号绕线型感应电机2、谐波发生器11、直流励磁电路12、直流励磁绕组13和连接轴5组成，1的转子轴与2的转子轴通过5固定为同轴旋转，1的三相转子绕组的A、B和C相接线端分别连接在2的三相转子绕组的A、C和B相接线端上，2的三相定子绕组分别连接11的三相输出端从而产生旋转磁场，13的两个接线端分别连接12的正、负极输出端上，13固定在2的定子上给2提供励磁磁场。由于该调相机由通用的电机构成，具有成本低、可靠性高和过载能力强等特点。
文档编号H02J3/01GK1794534SQ200510010569
公开日2006年6月28日 申请日期2005年11月23日 优先权日2005年11月23日
发明者寇宝泉, 李立毅 申请人:哈尔滨工业大学
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