專利名稱:交流電機兩重式交交變頻調(diào)速裝置的制作方法
本發(fā)明是一種交流電動機交交變頻無級調(diào)速裝置。
國內(nèi)外交交變頻裝置普遍采用“余弦波交截”法的控制方式,在主回路中多采用典型的三相橋式(附圖1、d)或兩個三脈沖結(jié)線方式(附圖1、C)。三相橋式主結(jié)線適于單臺電動機供電,對多臺電動機供電就必須引出六根電源線向所有電動機供電,否則變頻器必須有三個獨立的三相電源。至于兩個三脈沖結(jié)線,在兩組變頻器之間有環(huán)流產(chǎn)生,必須增添三臺體積龐大的限流電抗器。同時為了實現(xiàn)無環(huán)流安全運轉(zhuǎn),在檢測輸出電流的極性上尚有困難。
本發(fā)明的目的是提供一種控制系統(tǒng)簡單,操作維修方便,調(diào)頻范圍寬而平滑、穩(wěn)定可靠,輸出電流大,并能簡便檢測輸出電流極性的兩重式交交變頻調(diào)速裝置。
本發(fā)明是按照新的連續(xù)移相原理研制而成。是在研制的“三分之一工頻交交變頻裝置“成果(1979年榮獲國家發(fā)明三等獎)基礎(chǔ)上進一步發(fā)展。按連續(xù)移相原理來實現(xiàn)交流-交流直接變頻,就是借助晶閘管作為開關(guān),直接將電源電壓作任意等速的相角連續(xù)位移,以改變交流電動機旋轉(zhuǎn)磁場速度,達到平滑調(diào)節(jié)交流電動機轉(zhuǎn)速的目的。連續(xù)移相實質(zhì)上就是變頻。輸出頻率從0~25HZ,平滑可調(diào)。本裝置在主回路接線上采用兩重式接線方式,即由兩個三相零式三脈沖主回路并聯(lián)運行方式(見附圖2),只需引出三根電源線,并在兩個三脈沖主回路之間無環(huán)流產(chǎn)生。本裝置不需要在主回路中增添任何元件,也不需要直接檢測主回路電流,就能準確地檢測出輸出電流的極性。其原理見附圖5,實際的結(jié)線圖見圖6。
本發(fā)明的兩重式交交變頻調(diào)速裝置,輸出頻率從0~25HZ,平滑可調(diào)。在控制電路中沒有調(diào)頻調(diào)壓的正弦波,只需兩種容易取得的簡單方波的邏輯組合,使控制電路大大簡化,即容易實現(xiàn)又使操作維修都方便。本裝置的輸出電流在相同條件下為三相橋式的兩倍。本裝置的主結(jié)線方式使兩重之間無環(huán)流產(chǎn)生,從而省掉了三臺體積龐大的限流電抗器。裝置任意一只可控硅發(fā)生故障時不會停止工作,能可靠地保障生產(chǎn)。同時本裝置不需在主回路中增加任何元件,也不需要直接檢測主回路的電流,就能準確可靠地檢測出輸出電流的極性。用本裝置對舊旋轉(zhuǎn)變頻機進行改造,投資可節(jié)省一半(約5萬元),每年可節(jié)電7.7萬度,節(jié)電率達28.5%,占地面積小(只有原來的1/4),還有噪音低,維護工作量少和操作方便等優(yōu)點。
附圖1、國外交交變頻主結(jié)線方式(單相輸出);
圖2、兩重式交交變頻主結(jié)線系統(tǒng);
圖3、兩重式交交變頻調(diào)速系統(tǒng)原理圖;
圖4、兩重式交交變頻調(diào)速系統(tǒng)主要部分的波形;
圖5、輸出電流極性檢測原理示意圖;
圖6、輸出電流極性檢測結(jié)線圖。
圖3表示了本發(fā)明的具體裝置系統(tǒng)。圖中主回路功率組件1,詳細構(gòu)成如附圖2所示;函數(shù)發(fā)生器2起著補償?shù)皖l壓降和調(diào)節(jié)(u/f)變換器合適比例關(guān)系的作用;電壓調(diào)節(jié)器3采取積分電路,積分時間常數(shù)為3.3mS;移相器4其正半波和負半波是分開的;環(huán)形計數(shù)器5它的輸出波形詳見圖4;零電流檢測器6是取主回路晶閘管的管壓來構(gòu)成全關(guān)斷鑒別器;邏輯電路組成的脈沖形成環(huán)節(jié)7其輸入為移相器4、環(huán)形計數(shù)器5以及全關(guān)斷鑒別器6三個部分的輸出波,實際上它主要是4和5兩個方波的邏輯組合,全關(guān)斷鑒別器6是作為無環(huán)流的一個組成部分,以實現(xiàn)輸出電流的極性檢測和保證無環(huán)流運行。脈沖形成7的輸出經(jīng)功放后,即為分別觸發(fā)各相晶閘管的觸發(fā)脈沖。
兩重式交交變頻調(diào)速系統(tǒng)主要部分的波形如圖4所示。圖中最上端是兩個互差60°電角的三相電源電壓波,其中A、B、C為第Ⅰ重三相電源電壓,-C、-A、-B為第Ⅱ重三相電源電壓,分別以細實線和細虛線表示,符號為Vi1和Vi2。往下第二欄為移相器4各電源相的輸出方波,它們的正半波和負半波是分開的,分別以+A、+B、+C和-A、-B、-C表示。當(dāng)電壓調(diào)節(jié)3輸出電壓達限幅值時,α設(shè)定為30°電角,即移相器4的輸出方波最大寬度為120°電角。第三至第八欄為環(huán)形計數(shù)器5的輸出方波,分別以H1、H2、H3、H4、H5和H6表示,其中H1、H3和H5,分別同移相器4輸出方波±A、±B和±C經(jīng)與門功放后的輸出電壓,即為觸發(fā)第Ⅰ重各對應(yīng)相晶閘管的觸發(fā)脈沖,同樣環(huán)形計數(shù)器5輸出方波H2、H4和H6,分別同移相器4輸出方波±C、±A和±B經(jīng)與門功放后的輸出電壓,即為觸發(fā)第Ⅱ重各對應(yīng)相晶閘管的觸發(fā)脈沖。圖4中只示出了第Ⅰ重和第Ⅱ重u相輸出電壓波形,即最上端第一欄u1(粗實線)和u2(粗虛線)所示。兩重中u、V、W各輸出相與之對應(yīng)的環(huán)形計數(shù)器5輸出方波編號及電源相位(即移相器4輸出方波的相位),詳見下表①文件名稱 頁 行 補正前 補正后說明書 2 6 ……可調(diào)。在控…… ……可調(diào),輸出功率可達兆瓦級。在控……2 7 ……簡化,即容易…… ……簡化,既容易……2 14 ……萬元),每年…… ……萬元),每套裝置每年……
按照連續(xù)移相原理研制成的兩重式交交變頻調(diào)速裝置,其變頻器的輸出頻率最佳范圍從0~25HZ,可平滑調(diào)整。根據(jù)目前我國晶閘管元件容量水平,當(dāng)輸出頻率在25HZ時的輸出功率為700KVA,輸出電流2000A,輸出電壓200V。當(dāng)我國可控硅制造水平提高后,輸出功率可進一步提高。
權(quán)利要求
1.一種由主回路晶閘管、控制插件等組成的交流電動機交交變調(diào)速裝置其特征是(1)按連續(xù)移相原理設(shè)計的控制電路僅由兩個簡單方波組成;(2)主回路接線采用兩重式主接線方式;(3)采用了輸出電流極性檢測器。
2.按權(quán)利要求
1所述變頻調(diào)速裝置,其特征是輸出最佳頻率從0~25HZ,輸出功率可從10KVA至兆瓦級。
專利摘要
本發(fā)明是一種交流電動機交交變頻無級調(diào)速裝 置。采用新的連續(xù)移相原理研制成的兩重式無環(huán)流 交交變頻調(diào)速系統(tǒng),輸出頻率從0~25H
文檔編號H02M5/02GK86106905SQ86106905
公開日1988年2月3日 申請日期1986年10月29日
發(fā)明者王興亞 申請人:冶金部重慶鋼鐵設(shè)計研究院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan