申请/专利权人：中车大连电力牵引研发中心有限公司

申请日：2015-12-09

公开（公告）日：2024-03-19

公开（公告）号：CN106856394B

主分类号：H02P27/06

分类号：H02P27/06;H02P5/46

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.19#授权;2017.07.11#实质审查的生效;2017.06.16#公开

摘要：本发明提供一种交流变频调速系统及方法，通过第一逆变单元和第二逆变单元调节第一交流驱动电源和或第二交流驱动电源的供电频率来调节第一电机的同步转速ns1和或第二电机的同步转速ns2，从而调节第一电机和第二电机的实际转速n，|ns1‑n|＝|n‑ns2|，能够在第一电机和第二电机的最大转矩范围内，任意调节第一电机和第二电机的实际转速，调速范围宽广。

主权项：1.一种交流变频调速系统，其特征在于，包括：整流单元、第一逆变单元、第二逆变单元、第一电机和第二电机；所述整流单元分别与所述第一逆变单元和所述第二逆变单元连接，所述第一逆变单元和所述第一电机连接，所述第二逆变单元和所述第二电机连接，所述第一电机和所述第二电机同轴连接；所述整流单元用于将输入的交流驱动电源转换为直流驱动电源并分别输入至所述第一逆变单元和所述第二逆变单元；所述整流单元由IGBT和二极管组成；所述第一逆变单元用于将所述直流驱动电源转换为驱动所述第一电机的第一交流驱动电源，所述第二逆变单元用于将所述直流驱动电源转换为驱动所述第二电机的第二交流驱动电源，所述第一交流驱动电源和所述第二交流驱动电源的供电相序相同，所述第一交流驱动电源的供电频率为f1，所述第二交流驱动电源的供电频率为f2，通过调节所述第一交流驱动电源和或所述第二交流驱动电源的供电频率来调节所述第一电机的同步转速ns1和或所述第二电机的同步转速ns2，从而调节所述第一电机和所述第二电机的实际转速n，|ns1-n|＝|n-ns2|；所述调节所述第一交流驱动电源和或所述第二交流驱动电源的供电频率，包括：通过所述第一逆变单元调节所述第一交流驱动电源的供电频率f1，以调节所述第一电机的同步转速ns1，从而调节第一电机的和第二电机的实际转速n，|ns1-n|＝|n-ns2|，或者，通过所述第二逆变单元调节所述第二交流驱动电源的供电频率f2，以调节所述第二电机的同步转速ns2，从而调节第一电机的和第二电机的实际转速n，|ns1-n|＝|n-ns2|，或者，通过所述第一逆变单元调节所述第一交流驱动电源的供电频率f1，以调节所述第一电机的同步转速ns1，通过所述第二逆变单元调节所述第二交流驱动电源的供电频率f2，以调节所述第二电机的同步转速ns2，从而调节第一电机的和第二电机的实际转速n，|ns1-n|＝|n-ns2|。

全文数据：交流变频调速系统及方法技术领域[0001]本发明涉及电机调速技术，尤其涉及一种交流变频调速系统及方法。背景技术[0002]随着国民经济和科学技术的发展，在国民生产的各个领域中广泛的使用着以电动机为原动机的电气传动装置，如交通运输、工农业生产、国防航天等各个方面。电气传动装置的广泛应用既提高了生产效率和产品质量，又减轻了劳动人民的工作强度。采用交流电机进行可调速电气传动，不仅实现了较宽的转速调节范围，较高的控制精度，较快的动态响应等特点，而且还克服了直流电机容量小、维护困难、换向存在火花等缺点。[0003]三相异步电动机调压调速系统，当异步电机等效电路的参数不变时，在相同的转速下，电磁转矩与定子电压的平方成正比，用改变定子外加电压来改变机械特性的函数关系，从而改变电机在一定负载转矩下的转速。这种调速系统具有电路结构简单、运用方便、成本低廉、可靠性高、调速平滑等优点。[0004]采用三相异步电动机调压调速系统调节电动机的转速时，调节电机定子相电压有效值时，电机的临界转差率Sm和同步转速m都是恒定不变的，使电机在恒定负载下的调速范围只能在0〜sm之间，调速范围较窄，不够宽广。发明内容[0005]本发明提供一种交流变频调速系统及方法，通过调节第一交流驱动电源和或第二交流驱动电源的供电频率来调节第一电机的同步转速nsl和或第二电机的同步转速2，从而调节第一电机和第二电机的实际转速n，能够在第一电机和第二电机的最大转矩范围内，任意调节第一电机和第二电机的实际转速，调速范围宽广。[0006]本发明第一方面提供一种交流变频调速系统，包括:整流单元、第一逆变单元、第二逆变单元、第一电机和第二电机；[0007]整流单元分别与第一逆变单元和第二逆变单元连接，第一逆变单元和第一电机连接，第二逆变单元和第二电机连接，第一电机和第二电机同轴连接；[0008]整流单元用于将输入的交流驱动电源转换为直流驱动电源并分别输入至第一逆变单元和第二逆变单元；[0009]第一逆变单元用于将直流驱动电源转换为驱动第一电机的第一交流驱动电源，第二逆变单元用于将直流驱动电源转换为驱动第二电机的第二交流驱动电源，第一交流驱动电源和第二交流驱动电源的供电相序相同，第一交流驱动电源的供电频率为h，第二交流驱动电源的供电频率为f2,通过调节第一交流驱动电源和或第二交流驱动电源的供电频率来调节第一电机的同步转速nsl和或所述第二电机的同步转速ns2，从而调节第一电机和第二电机的实际转速η，Insi_nI=In-nS21。[0010]本发明第二方面提供一种交流变频调速方法，应用于交流变频调速系统，交流变频调速系统包括:整流单元、第一逆变单元、第二逆变单元、第一电机和第二电机；[0011]整流单元分别与第一逆变单元和第二逆变单元连接，第一逆变单元和第一电机连接，第二逆变单元和第二电机连接，第一电机和第二电机同轴连接；[0012]整流单元用于将输入的交流驱动电源转换为直流驱动电源并分别输入至第一逆变单元和第二逆变单元，第一逆变单元用于将直流驱动电源转换为驱动第一电机的第一交流驱动电源，第二逆变单元用于将直流驱动电源转换为驱动第二电机的第二交流驱动电源；[0013]交流变频调速方法包括：[0014]将交流驱动电源输入至整流单元，以使整流单元将交流驱动电源转换为直流驱动电源并分别输入至第一逆变单元和第二逆变单元；[0015]通过调节第一交流驱动电源和或第二交流驱动电源的供电频率来调节第一电机的同步转速nsl和或第二电机的同步转速ns2，从而调节第一电机和第二电机的实际转速n，nsl-n|=|n-ns2|，第一交流驱动电源的供电频率为，第二交流驱动电源的供电频率为f2，nsi=60fipi，nS2=60f2p2,第一交流驱动电源和第二交流驱动电源的供电相序相同。附图说明[0016]图1为本发明的交流变频调速系统的结构图；[0017]图2为本发明的交流变频调速系统的调速控制原理图；[0018]图3为本发明的交流变频调速方法的流程图。[0019]附图标记说明：[0020]1:整流单元；[0021]2:第一逆变单元；[0022]3:第二逆变单元；[0023]4:第一电机；[0024]5:第二电机；[0025]6:直流滤波单元；[0026]7:联轴器。具体实施方式[0027]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。[0028]现有的交流调速系统中，用改变异步电机定子电压来实现调节电机转速的控制系统称为调压调速系统，这种调速系统具有电路结构简单、运用方便、成本低廉、可靠性高、调速平滑等优点。异步电机的电磁转矩Te3表达式为：[0029][0030]式中，nP为定子绕组极对数;U1为定子相电压有效值;h为定子电压频率;Γ1为定子每相绕组内阻;X1为定子每相漏电抗;V2和X’2Q为转子折算到定子侧的每相电阻和每相漏电抗;S为转差率，转差率表达式为：[0031][0032]式中，m为电机的同步转速，η为电机的实际转速，在其他参数恒定的情况下电磁转矩Te与定子相电压有效值U1的平方成正比。在负载转矩一定的情况下，定子相电压有效值U1的变化引起电机转差率s的变化，而同步转速m未变，则电机转速η发生变化。[0033]实施例一[0034]图1为本发明实施例一的交流变频调速系统的结构图，如图1所示，本实施例的交流变频调速系统，包括:整流单元1、第一逆变单元2、第二逆变单元3、第一电机4和第二电机5；[0035]整流单元1分别与第一逆变单元2和第二逆变单元3连接，第一逆变单元2和第一电机4连接，第二逆变单元2和第二电机5连接，第一电机4和第二电机5同轴连接；[0036]整流单元1用于将输入的交流驱动电源转换为直流驱动电源并分别输入至第一逆变单元2和第二逆变单元3;[0037]第一逆变单元2用于将直流驱动电源转换为驱动第一电机4的第一交流驱动电源，第二逆变单元3用于将直流驱动电源转换为驱动第二电机5的第二交流驱动电源，第一交流驱动电源和第二交流驱动电源的供电相序相同，第一交流驱动电源的供电频率为fi，第二交流驱动电源的供电频率为f2,通过调节所述第一交流驱动电源和或所述第二交流驱动电源的供电频率来调节所述第一电机的同步转速nsi和或所述第二电机的同步转速nS2,从而调节所述第一电机和所述第二电机的实际转速n，|nsi_n|=|n-nS2|。[0038]具体地，整流单元1主要由IGBT和二极管组成，用于将输入的交流驱动电源转换为直流驱动电源并分别输入至第一逆变单元2和第二逆变单元3。[0039]第一逆变单元2主要由IGBT和二极管组成，用于将直流驱动电源转换为驱动第一电机4的第一交流驱动电源，第二逆变单元3主要由IGBT和二极管组成，用于将直流驱动电源转换为驱动第二电机5的第二交流驱动电源，其中，第一交流驱动电源和第二交流驱动电源的供电相序相同，第一交流驱动电源的供电频率为fi，第二交流驱动电源的供电频率为f2,通过调节所述第一交流驱动电源和或所述第二交流驱动电源的供电频率来调节所述第一电机的同步转速nsl和或所述第二电机的同步转速ns2，从而调节所述第一电机和所述第二电机的实际转速η，Insi_nI=In-nS21。[0040]图2为本发明实施例一的交流变频调速系统的调速控制原理图。[0041]下面结合图2,具体说明本发明实施例一的交流变频调速系统的调速控制原理。[0042]启动第一电机和第二电机，通过第一逆变单元及第二逆变单元分别调节驱动第一电机的第一交流驱动电源及驱动第二电机的第二交流驱动电源的供电频率，使第一电机稳定运行在电动状态，第二电机稳定运行在发电状态。[0043]在理论分析中假设第一电机和第二电机的参数相似，机械特性相似，因此，第一电机和第二电机的机械特性曲线的直线部分相互平行，如图2所示出：[0044]其中，直线AiBi为第一电机的机械特性曲线的直线部分，直线A2B2为第二电机的机械特性曲线的直线部分，此时，第一电机处于电动状态，第二电机处于发电状态，在不考虑损耗的理想工况下，当第一电机与第二电机达到平衡，稳定运行的情况下，第一电机与第二电机的电磁转矩大小相等，方向相反。[0045]如图2，Αι和A2分别为第一电机和第二电机的稳定工作点，Te3I和Ta分别为第一电机和第二电机稳定运行在工作AAjPA2时相应的电磁转矩，此时Tel=-Te2,nsdPns2分别为第一电机及第二电机的同步转速，nsl和ns2分别取决于驱动第一电机的第一交流驱动电源的频率及驱动第二电机的第二交流驱动电源的频率；由于两台电机同轴连接，当第一电机和第二电机稳定运行在工作点^和知时，第一电机和第二电机实际的转速相等，均为η。[0046]由于第一电机的机械特性曲线的直线部分A1B1与第二电机的机械特性曲线的直线部分A2B2相互平行，并且在不考虑损耗的理想工况下，第一电机及第二电机达到平衡，稳定运行时的电磁转矩大小相等，方向相反。因此有全等三角形对应边相等，从而有Βι〇=Β2〇,即|nsi_n|=|n-nS2|，结合si和S2为第一电机Ml和第二电机M2的转差率，因此有：[0047][0048]公式（1中，si和S2为第一电机Ml和第二电机M2的转差率，nsi，nS2分别为第一电机在第一交流驱动电源及第二电机在第二交流驱动电源时的同步转速，其中^sl=GOfViP1;ns2=60f2p2,其中：心上分别为第一电机的第一交流驱动电源的供电频率及第二电机的第二交流驱动电源的供电频率，Pl、p2分别为第一电机、第二电机的电机极对数，在下面的分析过程中，假设第一电机和第二电机的电机极对数相等，即Pl=p2。[0049]将nsi=60fipi;nS2=60f2p2代入公式（1，并注意到S2〈0,贝Ij可以得到：[0050]sifi=-S2f22[0051]由于被测电机和负载电机同轴联接，故两台电机实际转速η相同，又由于11=1-sinsi=l-S2nS2，nsi=60fipi，nS2=60f2p2j|^:[0059]进一步地，由异步电机各参数的关系可以得到：[0060]7[0061]公式7中，IS为转子电流折算值，A5E1为定子相电动势，ν;ωι、ω2为定子、转子电流角频率，rad^RS为转子电阻折算值，Ω;12为转子漏电感折算值，H;s为转差率，无量纲，s=ω2ω工。[0062]空载电流为：[0063][0064]公式8中，Lm为励磁电感，Η。[0065]定子电流为：[0066]9[0067]在进行变频调速的过程中，维持电机定子铁心的磁通量保持恒定，因此Ei与fi的比值为恒定的常数C。令Elfl=C，Cl=C2：πLm，C2=C2：π，¾=f，._C^=K2，则公式9可以化简为：[0068]1.0[0069]因此，可以得到第一电机的定子电流I11,即[0070]Il[0071]公式（11中，ωη为第一电机的定子电流角频率，CO11=SJif1，将公式5代入公式11，则可以得到：[0088]同理也可以求得TedtAf的导数，即：[0092]因此，根据公式（19和公式21，当Δf在[0，R'2jtI2]区间变化时，1^是Δf的单调增函数，Te32是Af的单调减函数，并且在变化过程中总能保持Te3l=-Te^[0093]经过理论分析验证，根据公式（16及公式（17并结合图2能够看出，第一电机和第二电机达到平衡，稳定运行在Al点和A2点时，第一电机和第二电机的电磁转矩大小相等，方向相反。并且第一电机M1、第二电机M2的电磁转矩完全决定于Af，通过调节所述第一交流驱动电源和或所述第二交流驱动电源的供电频率来调节所述第一电机的同步转速nsl和或所述第二电机的同步转速ns2，从而调节所述第一电机和所述第二电机的实际转速n，Hsl-HI—In_Hs2I〇[0094]例如：在不改变驱动第二电机的第二交流驱动电源的供电频率5的情况下，通过第一逆变单元调节驱动第一电机的第一交流驱动电源的频率fl，若第一交流驱动电源的频率fi升高，第一电机的同步转速nsi随之升高，第一电机的机械特性曲线将沿着y轴的正方向向上平移，即直线A1B1沿着y轴的正方向向上平移，第一电机与第二电机的稳定工作点随之发生变化，当第一电机和第二电机达到下一个平衡，稳定运行时，在不考虑损耗的理想工况下，在此刻的稳定运行点，第一电机和第二电机的电磁转矩的大小相等，方向相反；同时nsi_n|=|n-nS2|，由于第一电机的同步转速升高，第一电机的机械特性曲线上移，因此，第一电机和第二电机的实际转速相应的升高，第一电机与第二电机的电磁转矩随之变大。此时，在第一电机和第二电机的电磁转矩小于最大转矩的情况下，可以实现转速的任意调节，调速范围较宽广。[0095]同样的，在不改变驱动第二电机的第二交流驱动电源的供电频率5的情况下，通过第一逆变单元调节驱动第一电机的第一交流驱动电源的频率fi，若第一电机频率fi降低，则第一电机的同步转速nsi随之降低，第一电机的机械特性曲线将沿着y轴的负方向向下平移，即直线A1B1沿着y轴的负方向向下平移，第一电机与第二电机的稳定工作点随之发生变化，当第一电机和第二电机达到下一个平衡，稳定运行时，在不考虑损耗的理想工况下，在此刻的稳定运行点，第一电机和第二电机的电磁转矩的大小相等，方向相反;同时Insl-nI=|n-ns21，由于第一电机的同步转速降低，第一电机的机械特性曲线下移，因此，第一电机和第二电机的实际转速相应的降低，第一电机与第二电机的电磁转矩随之变小。此时，在第一电机和第二电机的电磁转矩小于最大转矩的情况下，可以实现转速的任意调节，调速范围较宽广。[0096]例如，也可以在不改变驱动第一电机的第一交流驱动电源的供电频率心的情况下，通过第二逆变单元调节驱动第二电机的第二交流驱动电源的频率f2,使f2升高或者降低，第二电机的同步转速ns2相应的增加或者减小，机械特性曲线相应的沿着y轴的正方向平行上移或者沿着y轴的负方向平行下移，第一电机与第二电机的稳定工作点随之发生变化，当第一电机和第二电机达到下一个平衡，稳定运行时，在不考虑损耗的理想工况下，在此刻的稳定运行点，第一电机和第二电机的电磁转矩的大小相等，方向相反；同时Insl-nI=In-ns21，第一电机和第二电机的实际转速相应的增大或减小，电磁转矩相应的增大或减小。此时，在第一电机和第二电机的电磁转矩小于最大转矩的情况下，可以实现转速的任意调节，调速范围较宽广。[0097]再例如，可以通过第一逆变单元和第二逆变单元同时调ffJPf2，此时，第一电机和第二电机的同步转速nsl、ns2将随着第一交流驱动电源的频率A和第二交流电源的频率心的变化而变化，这样，第一电机和第二电机的机械特性曲线将分别沿着y轴平行上移或下移，第一电机与第二电机的稳定工作点随之发生变化，当第一电机和第二电机达到下一个平衡，稳定运行时，在不考虑损耗的理想工况下，在此时的稳定工作点，第一电机和第二电机的电磁转矩的大小相等，方向相反；同时|nsl-n|=|n-ns2|，第一电机和第二电机的实际转速相应的增大或减小，电磁转矩相应的增大或减小。此时，在第一电机和第二电机的电磁转矩小于最大转矩的情况下，可以实现转速的任意调节，调速范围较宽广[0098]进一步地，在上述情况下，还可以在通过第一逆变单元和第二逆变单元同时调节心和5时，保证Af不变，这样，第一电机和第二电机的同步转速nsl、ns2将随着第一交流驱动电源的频率^和第二交流电源的频率A的变化而变化，但是第一电机和第二电机的同步转速nsl、ns2的差值保持不变，第一电机和第二电机的机械特性曲线将整体沿着y轴平行上移或下移，第一电机与第二电机的稳定工作点随之发生变化，当第一电机和第二电机达到下一个平衡，稳定运行时，第一电机与第二电机的稳定工作点相应上移或下移，在不考虑损耗的理想工况下，在此时的稳定工作点，第一电机和第二电机的电磁转矩的大小相等，方向相反；同时Insl-nI=In-ns21，第一电机和第二电机的实际转速相应的变化。在该种情形下，由于Af不变，相应的电磁转矩不变。这样，在电机允许的转速范围内，可以实现转速的任意调节，调速范围更加宽广。[0099]因此，本发明提供的交流变频调速系统，通过调节所述第一交流驱动电源和或所述第二交流驱动电源的供电频率来调节所述第一电机的同步转速nsl和或所述第二电机的同步转速nS2,从而调节所述第一电机和所述第二电机的实际转速n，|nsi_nI=|n-nS21。可以在电磁转矩处于最大转矩的范围内，通过调节第一电机和第二电机的供电频率任意调节电机的实际转速，调速范围较宽广。[0100]进一步地，根据公式（16和（17，当Af〇,即AX2时，Tel0,第一电机运行第一象限，即第一电机处于电动状态，此时，!^〈0,第二电机运行第二象限，即第二电机处于发电状态。[0101]相应地，当Af0,即flf2时，T3l0,第一电机运行第一象限，即第一电机处于电动状态，Τ32〈0,第二电机运行第二象限，即第二电机处于发电状态。[0103]在第一电机和第二电机分别稳定运行在Al点，Α2的情况下，通过第一逆变单元调节驱动第一电机运行的第一交流驱动电源的频率，使^逐渐减小，第二逆变单元改变驱动第二电机运行的第二交流驱动电源的频率f2,使f2逐渐增大，使Af减小，并且最终第一电机和第二电机达到平稳，稳定运行时，使Af0，这样，第一电机稳定运行在第二象限，第一电机稳定运行在第一象限。[0104]此外，还可以通过第一逆变单元及第二逆变单元改变驱动第一电机运行的第一交流驱动电源及驱动第二电机运行的第二交流驱动电源的供电相序，实现第一电机和第二电机的正反转，使第一电机和第二电机稳定运行在第三象限或第四象限。例如，参照图2,在第一电机稳定运行在第一象限及第二电机稳定运行在第二象限的情况下，通过第一逆变单元及第二逆变单元改变驱动第一电机运行的第一交流驱动电源及驱动第二电机运行的第二交流驱动电源的供电相序，使得第一电机及第二电机反转，转速小于〇,第一电机运行在第四象限，第二电机运行在第三象限。再例如，在第一电机稳定运行在第二象限及第二电机稳定运行在第一象限的情况下，通过第一逆变单元及第二逆变单元改变驱动第一电机运行的第一交流驱动电源及驱动第二电机运行的第二交流驱动电源的供电相序，使得第一电机及第二电机反转，转速小于〇,第一电机运行在第三象限，第二电机运行在第四象限。[0105]因此，本实施例一提供的交流变频调速系统能够实现电机的四象限运行，并且调速范围较宽。[0106]本发明提供的交流变频调速系统，包括:整流单元、第一逆变单元、第二逆变单元、第一电机和第二电机；[0107]整流单元分别与第一逆变单元和第二逆变单元连接，第一逆变单元和第一电机连接，第二逆变单元和第二电机连接，第一电机和第二电机同轴连接；[0108]整流单元用于将输入的交流驱动电源转换为直流驱动电源并分别输入至第一逆变单元和第二逆变单元；[0109]第一逆变单元用于将所述直流驱动电源转换为驱动第一电机的第一交流驱动电源，第二逆变单元用于将直流驱动电源转换为驱动第二电机的第二交流驱动电源，第一交流驱动电源和第二交流驱动电源的供电相序相同，所述第一交流驱动电源的供电频率为，所述第二交流驱动电源的供电频率为f2,通过调节第一交流驱动电源和或所述第二交流驱动电源的供电频率来调节所述第一电机的同步转速nsl和或所述第二电机的同步转速ns2，从而调节所述第一电机和所述第二电机的实际转速η，Insl-nI=In-ns21。由于是通过调节供电频率来进一步调节电机的转速，因此，可以在最大转矩范围内任意调节，使得电机的转速调节范围更加宽广。此外，通过调节第一交流驱动电源及第二交流驱动电源的供电相序，还可以实现电机的正反转，因此，也能够实现电机的四象限运行。[0110]可选地，本发明实施例一提供的交流变频调速系统，整流单元与第一逆变单元和第二逆变单元之间还包括直流滤波单元6，直流滤波单元6用于滤除直流供电电源中的交流分量。[0111]直流滤波单元6主要包括电容和电感，整流单元1将输入的交流驱动电源转换为直流驱动电源，此时的直流驱动电源为脉动直流驱动电源，经过直流滤波单元6后，直流滤波单元6滤除直流驱动电源中的交流分量，使得直流驱动电源更加平滑。[0112]进一步地，本发明实施例一提供的交流变频调速系统，第一逆变单元和第二逆变单元之间直流共母线连接；[0113]当第一电机处于供电状态时，第二电机处于发电状态，第二电机产生的电能通过第二逆变单元和直流母线输送至第一逆变单元；[0114]当第二电机处于供电状态时，第一电机处于发电状态，第一电机产生的电能通过第一逆变单元和直流母线输送至所述第二逆变单元。[0115]基于上述分析，第一电机和第二电机的电磁转矩始终大小相等，方向相反，即当第一电机处于供电状态时，第二电机处于发电状态，此时第二电机产生的电能就通过第二逆变单元和直流母线输送至第一逆变单元。[0116]或者是当第二电机处于供电状态时，第一电机处于发电状态，第一电机产生的电能通过第一逆变单元和直流母线输送至所述第二逆变单元。[0117]这样，通过将第一逆变单元和第二逆变单元之间直流共母线连接，实现了能量的双向流动，使得处于发电状态的电机产生的电能能够通过逆变单元和直流母线输送至与处于电动状态相连的另一个逆变单元，实现了能量的双向流动，使得本发明提供的交流变频调速系统的能量利用率更高，更加的节能。[0118]可选地，本发明实施例一提供的交流变频调速系统，第一电机和第二电机通过联轴器7同轴连接。[0119]实施例二[0120]图3为本发明实施例二提供的交流变频调速方法的流程图。[0121]请参照图3,本发明实施例二提供一种交流变频调速方法，应用于本发明实施例一的交流变频调速系统，上述交流变频调速方法包括：[0122]SI:将交流驱动电源输入至整流单元，以使整流单元将交流驱动电源转换为直流驱动电源并分别输入至第一逆变单元和第二逆变单元；[0123]S2:通过调节第一交流驱动电源和或第二交流驱动电源的供电频率来调节第一电机的同步转速nsl和或所述第二电机的同步转速ns2，从而调节第一电机和第二电机的实际转速n，|nsl-n|=|n-ns2|，第一交流驱动电源的供电频率为A，第二交流驱动电源的供电频率为f2，nsl=SOfVp1，ns2=60f2p2，第一交流驱动电源和第二交流驱动电源的供电相序相同。[0124]具体的调速方法与调速控制的原理如实施例一描述的一样，此处不再赘述。[0125]本发明提供的交流变频调速方法，通过调节所述第一交流驱动电源和或所述第二交流驱动电源的供电频率来调节所述第一电机的同步转速nsl和或所述第二电机的同步转速nS2,从而调节所述第一电机和所述第二电机的实际转速n，|nsi_n|=|n-nS2|。可以在电磁转矩处于最大转矩的范围内，通过调节第一电机和第二电机的供电频率任意调节电机的实际转速，调速范围较宽广。[0126]此外，本发明提供的交流变频调速方法，能够实现电机的四象限运行。[0127]进一步地，本发明实施例二提供的交流变频调速方法，还包括:在整流单元与第一逆变单元和第二逆变单元之间设置直流滤波单元，直流滤波单元用于滤除直流供电电源中的交流分量。[0128]整流单元将输入的交流驱动电源转换为直流驱动电源，此时的直流驱动电源为脉动直流驱动电源，经过直流滤波单元后，直流滤波单元滤除直流驱动电源中的交流分量，使得直流驱动电源更加平滑。[0129]进一步地，本发明实施例二提供的交流变频调速方法，还包括:将第一逆变单元和第二逆变单元之间进行直流共母线连接；[0130]当第一电机处于供电状态时，第二电机处于发电状态，第二电机产生的电能通过第二逆变单元和直流母线输送至第一逆变单元；[0131]当第二电机处于供电状态时，第一电机处于发电状态，第一电机产生的电能通过第一逆变单元和所述直流母线输送至第二逆变单元。[0132]这样，通过将第一逆变单元和第二逆变单元之间直流共母线连接，实现了能量的双向流动，使得处于发电状态的电机产生的电能能够通过逆变单元和直流母线输送至与处于电动状态相连的另一个逆变单元，实现了能量的双向流动，使得本发明提供的交流变频调速系统的能量利用率更高，更加的节能。[0133]进一步地，本发明实施例二提供的交流变频调速方法，第一电机和第二电机通过联轴器同轴连接。[0134]最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

权利要求：1.一种交流变频调速系统，其特征在于，包括：整流单元、第一逆变单元、第二逆变单元、第一电机和第二电机；所述整流单元分别与所述第一逆变单元和所述第二逆变单元连接，所述第一逆变单元和所述第一电机连接，所述第二逆变单元和所述第二电机连接，所述第一电机和所述第二电机同轴连接；所述整流单元用于将输入的交流驱动电源转换为直流驱动电源并分别输入至所述第一逆变单元和所述第二逆变单元；所述第一逆变单元用于将所述直流驱动电源转换为驱动所述第一电机的第一交流驱动电源，所述第二逆变单元用于将所述直流驱动电源转换为驱动所述第二电机的第二交流驱动电源，所述第一交流驱动电源和所述第二交流驱动电源的供电相序相同，所述第一交流驱动电源的供电频率为fl·，所述第二交流驱动电源的供电频率为f2,通过调节所述第一交流驱动电源和或所述第二交流驱动电源的供电频率来调节所述第一电机的同步转速nsl和或所述第二电机的同步转速ns2，从而调节所述第一电机和所述第二电机的实际转速n，Hsl-HI—In_Hs2I〇2.根据权利要求1所述的交流变频调速系统，其特征在于，调节所述第一交流驱动电源和或所述第二交流驱动电源的供电频率，包括：通过所述第一逆变单元调节所述第一交流驱动电源的供电频率为心，以调节所述第一电机的同步转速nsi，从而调节第一电机的和第二电机的实际转速n，|nsi_nI=|n-nS21，或者，通过所述第二逆变单元调节所述第二交流驱动电源的供电频率为f2,以调节所述第二电机的同步转速1^2,从而调节第一电机的和第二电机的实际转速n，|nsi_nI=|n-nS21，或者，通过所述第一逆变单元调节所述第一交流驱动电源的供电频率为心，以调节所述第一电机的同步转速nsl，通过所述第二逆变单元调节所述第二交流驱动电源的供电频率为f2，以调节所述第二电机的同步转速ns2，从而调节第一电机的和第二电机的实际转速n，|nsl-n=In-nS21〇3.根据权利要求1或2所述的交流变频调速系统，其特征在于，所述整流单元与所述第一逆变单元和所述第二逆变单元之间还包括直流滤波单元，所述直流滤波单元用于滤除所述直流供电电源中的交流分量。4.根据权利要求1或2所述的交流变频调速系统，其特征在于，所述第一逆变单元和所述第二逆变单元之间直流共母线连接；当所述第一电机处于供电状态时，所述第二电机处于发电状态，所述第二电机产生的电能通过所述第二逆变单元和所述直流母线输送至所述第一逆变单元；当所述第二电机处于供电状态时，所述第一电机处于发电状态，所述第一电机产生的电能通过所述第一逆变单元和所述直流母线输送至所述第二逆变单元。5.根据权利要求1或2所述的交流变频调速系统，其特征在于，所述第一电机和所述第二电机通过联轴器同轴连接。6.—种交流变频调速方法，其特征在于，应用于交流变频调速系统，所述交流变频调速系统包括:整流单元、第一逆变单元、第二逆变单元、第一电机和第二电机；所述整流单元分别与所述第一逆变单元和所述第二逆变单元连接，所述第一逆变单元和所述第一电机连接，所述第二逆变单元和所述第二电机连接，所述第一电机和所述第二电机同轴连接；所述整流单元用于将输入的交流驱动电源转换为直流驱动电源并分别输入至所述第一逆变单元和所述第二逆变单元，所述第一逆变单元用于将所述直流驱动电源转换为驱动所述第一电机的第一交流驱动电源，所述第二逆变单元用于将所述直流驱动电源转换为驱动所述第二电机的第二交流驱动电源；所述交流变频调速方法包括：将交流驱动电源输入至所述整流单元，以使所述整流单元将所述交流驱动电源转换为直流驱动电源并分别输入至所述第一逆变单元和所述第二逆变单元；通过调节所述第一交流驱动电源和或所述第二交流驱动电源的供电频率来调节所述第一电机的同步转速nsl和或所述第二电机的同步转速ns2，从而调节所述第一电机和所述第二电机的实际转速n，|nsl-n|=|n-ns2|，所述第一交流驱动电源的供电频率为负，所述第二交流驱动电源的供电频率为€2，1131=60；^八1，1132=6^2^2，所述第一交流驱动电源和所述第二交流驱动电源的供电相序相同。7.根据权利要求6所述的交流变频调速方法，其特征在于，调节所述第一交流驱动电源和或所述第二交流驱动电源的供电频率，包括：通过所述第一逆变单元调节所述第一交流驱动电源的供电频率为心，以调节所述第一电机的同步转速nsi，从而调节第一电机的和第二电机的实际转速n，|nsi_nI=|n-nS21，或者，通过所述第二逆变单元调节所述第二交流驱动电源的供电频率为f2,以调节所述第二电机的同步转速1^2,从而调节第一电机的和第二电机的实际转速n，|nsi_nI=|n-nS21，或者，通过所述第一逆变单元调节所述第一交流驱动电源的供电频率为心，以调节所述第一电机的同步转速nsl，通过所述第二逆变单元调节所述第二交流驱动电源的供电频率为f2，以调节所述第二电机的同步转速ns2，从而调节第一电机的和第二电机的实际转速n，|nsl-n=In-nS21〇8.根据权利要求6或7所述的交流变频调速方法，其特征在于，还包括:在所述整流单元与所述第一逆变单元和所述第二逆变单元之间设置直流滤波单元，所述直流滤波单元用于滤除所述直流供电电源中的交流分量。9.根据权利要求6或7所述的交流变频调速方法，其特征在于，还包括:将所述第一逆变单元和所述第二逆变单元之间进行直流共母线连接；当所述第一电机处于供电状态时，所述第二电机处于发电状态，所述第二电机产生的电能通过所述第二逆变单元和所述直流母线输送至所述第一逆变单元；当所述第二电机处于供电状态时，所述第一电机处于发电状态，所述第一电机产生的电能通过所述第一逆变单元和所述直流母线输送至所述第二逆变单元。10.根据权利要求6或7所述的交流变频调速方法，其特征在于，所述所述第一逆变单元和所述第一电机连接，包括：所述第一电机和所述第二电机通过联轴器同轴连接。

百度查询： 中车大连电力牵引研发中心有限公司 交流变频调速系统及方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD