專利名稱：移相變壓器供電的整流變頻調(diào)速裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種移相變壓器供電的整流變頻調(diào)速裝置，屬于高壓電工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及高壓電動機(jī)變頻調(diào)速領(lǐng)域。
眾所周知，交流電動機(jī)轉(zhuǎn)速與供電電源頻率有關(guān)，故變頻調(diào)速技術(shù)已廣泛應(yīng)用于控制生產(chǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)速等諸多方面。如附

圖1所示，在電源與交流電動機(jī)M之間，加裝變頻調(diào)速裝置SF即可實現(xiàn)對交流電動機(jī)M轉(zhuǎn)速的調(diào)整。
附圖1為常規(guī)三相變壓器供電的整流變頻調(diào)速系統(tǒng)，付邊只有一組繞組f供電，其顯而易見的缺點是整流變頻調(diào)速過程中，電壓、電流波形畸變會對電網(wǎng)產(chǎn)生很大的諧波污染，影響電網(wǎng)的安全運行，降低功率因數(shù)，對電機(jī)絕緣產(chǎn)生很壞影響，以致絕緣老化而使電機(jī)壽命大為降低，對此，常需投入大量資金進(jìn)行治理。
本發(fā)明的目的在于采用一種新型的移相式變壓器，為整流變頻調(diào)速裝置供電，以克服上述缺陷，降低諧波污染，提高功率因數(shù)和電機(jī)使用壽命。
本實用新型的技術(shù)方案為一種移相變壓器供電的整流變頻調(diào)速裝置，包括移相變壓器B、原邊繞組Q、鐵心T、變頻調(diào)速器SF、高壓交流電動機(jī)M、變頻調(diào)速器SF每相串接n個功率單元，三相共接有3n個功率單元A1-An、B1-Bn、C1-Cn，其特征在于為產(chǎn)生每相中互差一定移相角an的多組均衡移相電動勢，付邊繞組每相由n組組成fA1-fAn、fB1-fBn、fC1-fCn，每相每組又設(shè)置3個結(jié)構(gòu)完全相同的獨立繞組f1A、f1A′、f1A″-fnA、fnA′、fnA″,f1B、f1B′、f1B″-fnB、fnB′、fnB″,f1C、f1C′、f1C″-fnC、fnC′、fnC″，每相付邊繞組組數(shù)為3n，三相繞組總數(shù)為3倍3nf1A、f1B、f1C-fnA″、fnB″、fnC″，每個繞組的線電壓已知并相等，移相變壓器付邊的每相相同組數(shù)的對應(yīng)繞組fiA、fiB、fiC或fiA′、fiB′、fiC′或fiA″、fiB″、fiC″接成一個三角形或三角形外延星形的三相繞組，每三個相同繞組為一組。三相總數(shù)為3倍3n個付邊繞組接成3n個三相繞組，每個三相繞組出三個接線端連接到變頻調(diào)速器SF的一個功率單元Ai或Bi或Ci上，三相相同組數(shù)的三個獨立繞組接成三個三相繞組fAi、fBi、fCi,fAi′、fBi′、fCi′,fAi″、fBi″、fCi″分別連接到變頻調(diào)速器SF的一組三個三相功率單元Ai、Bi、 Ci上，即移相變壓器總數(shù)為3倍3n個三相付邊繞組分別連接到變頻調(diào)速器SF的三相3n個功率單元上；變頻調(diào)速器SF的輸出端A、B、C接至高壓交流電動機(jī)M的輸入端D、E、F。
移相變壓器B付邊每相繞組組數(shù)n與變頻調(diào)速器SF每相功率單元數(shù)相同，每相每組設(shè)置三個相同的獨立繞組三相每組對應(yīng)的繞組連接成三角形或三角形外延星形的三相繞組分別連接至變頻調(diào)速器三相的功率單元上，各三相繞組的線電壓相等，各三相繞組的電勢向量圖為全等電勢三角形，各繞組的匝數(shù)、繞向、中間抽頭位置及接線方式由電勢移相角an的大小和正負(fù)決定，移相角an為變頻調(diào)速器SF的最佳導(dǎo)通角60°與SF每相串聯(lián)的功率單元數(shù)n之比。
移相變壓器B付邊移相繞組的組數(shù)n可以是3、4、5、6，每相電勢移相角an可以是20°、15°、12°、10°。
n組移相繞組的相電壓、線圈接法、中間抽頭位置、匝數(shù)、出線端可由各繞組三相電勢向量圖或解析法求解，已知條件付邊繞組組數(shù)n，移相角an的大小與正負(fù)，各三相繞組的線電壓相等且由已知負(fù)載電壓決定，相序設(shè)定均為順時針方向，正向移相繞組與0°繞組繞向和電勢向量方向相同，反向移相繞組與0°繞組的繞向和電勢向量方向相反。電勢向量圖的繪制原則(1)每相繞組的電勢方向繞組繞向相同的方向相同，繞向相反的方向相反，用向量箭頭表示方向；(2)電勢大小由標(biāo)尺相同的向量長度表示，各電勢向量圖三角形的邊長表示此三相電勢的線電壓，付邊n組電勢三角形的邊長均相等；(3)移相角an的正負(fù)以0°向量為基準(zhǔn)，順時針轉(zhuǎn)向的移相角an為正，逆時針轉(zhuǎn)向移相角為負(fù)；(4)三相電勢三角形的方向均按a、b、c順序的順時針方向，即相序為正；(5)n=5時移相角an按0°、±12°、±24°為準(zhǔn)制圖。
當(dāng)移相變壓器B付邊一相移相繞組n=5時，三相電勢移相角an為0°、±12°、±24°各三相繞組的線電壓已知并相等均為380V，線圈承受電壓10V/匝；(1)0°繞組三個相同的獨立繞組f1A、f1B、f1C-f1A″、f1B″、f1C″各自成三角形接法，由出線端a0、b0、c0連接至變頻調(diào)速器SF功率單元A1、B1、C1，三相電勢向量圖以a3a0為準(zhǔn)做等邊三角形△a0b0c0，線電壓c0a0等于相電壓a3a0為380V，三相繞組a3a0、b3a0、c3c0首尾相接，三個繞組圈數(shù)相同各為38匝。
(2)+12°繞組三個相同的獨立繞組f2A、f2B、f2C-f2A″、f2B″、f2C″各自成三角形外延星形接法由出線端同時也為首端a+12、b+12、c+12連接至變頻調(diào)速器SF功率單元A2、B2、C2，三角形外延星形接法來源于△a0b0c0各邊順時針方向旋轉(zhuǎn)12°后形成新的△a+12b+12c+12，分別過頂點a+12、b+12，作△a0b0c0的平行線可得三組交點a2b3、b2c3、c2a3,a3、b3、c3分別為+12°繞組a、b、c三相繞組的尾端，其首尾間長度為各相繞組的相電壓，a2、b2、c2分別為各相繞組的抽頭點，分割的線段分別表示三角形接與外延星形接部分的繞組電壓值，繞組圈數(shù)Wa+12a2=Wb+12b2=Wc+12c2=9匝，Wa2a3=Wb2b3=Wc2c3=24匝；(3)-12°繞組三個相同繞組f4A、f4B、f4C-f4A″、f4B″、f4C″各自成反向三角形外延星形接法，由出線端a-12、b-12、c-12連接至變頻調(diào)速器功率單元A4、B4、C4；反向三角形外延星形接繞組來源于△a0b0c0各邊逆時針方向旋轉(zhuǎn)12°形成的新△a-12b-12c-12且原△a0b0c0的a3點為a-12點，按順時針相序定b-12、c-12兩點，分別過頂點a-12、b-12作△a0b0c0的平行線得三組交點a3b2、b3c2、c3a2,a2、b2、c2為線圈抽頭點，線圈匝數(shù)Wa-12a2=Wb-12b2=Wc-12c2=9匝，Wa2a3=Wb2b3=Wc2c3=24匝；(4)+24°繞組三個相同繞組f3A、f3B、f3C-f3A″、f3B″、f3C″各自成三角形外延星形接法，由出線端a+24、b+24、c+24連接至變頻調(diào)速器SF功率單元A3、B3、C3，三角形外延星形接法同+12°繞組，只是旋轉(zhuǎn)角度為24°，旋轉(zhuǎn)后得三組交點為a2b3、b2c3、c2a3,a2、b2、c2為線圈抽頭點，線圈匝數(shù)Wa+24a2=Wb+24b2=Wc+24c2=16匝，Wa2a3=Wb2b3=Wc2c3=8匝。
(5)-24°繞組三個相同繞組f5A、f5B、f5C-f5A″、f5B″、f5C″各自成反向三角形外延星形接法由出線端a-24、b-24、c-24連接至變頻調(diào)速器SF功率單元A5、B5、C5；反向三角形外延星形接繞組來源同-12°繞組，只是旋轉(zhuǎn)角度為24°，旋轉(zhuǎn)24°后得三組交點a3b2、b3c2、c3a2,a2、b2、c2為線圈抽頭點，線圈匝數(shù)Wa-24a2=Wb-24b2=Wc-24c2=16匝，Wa2a3=Wb2b3=Wc2c3=8匝。
以下結(jié)合附圖對本實用新型加以說明附圖1常規(guī)變壓器供電的整流變頻調(diào)速裝置附圖2移相變壓器供電的整流變頻調(diào)速裝置示意圖附圖3n=5時移相變壓器供電的整流變頻調(diào)速裝置電氣原理示意圖附圖4n=5時移相變壓器供電的整流變頻調(diào)速裝置電氣原理接線圖附圖5n=5時移相變壓器付邊0°繞組三相電勢向量圖附圖6n=5時移相變壓器付邊+12°繞組三相電勢向量圖附圖7n=5時移相變壓器付邊-12°繞組三相電勢向量圖附圖8n=5時移相變壓器付邊+24°繞組三相電勢向量圖附圖9n=5時移相變壓器付邊-24°繞組三相電勢向量圖附圖10n=5時移相變壓器付邊繞組一相一組線電壓波形圖附圖11n=5時移相變壓器供電的整流變頻調(diào)速裝置電氣接線圖本實用新型工作原理如下如前所述，常規(guī)三相變壓器供電的整流變頻調(diào)速系統(tǒng)，變壓器付邊只有一組三相繞組，在交、直、交變頻調(diào)速過程中包含大量諧波成份，造成嚴(yán)重的波形畸變，這種調(diào)速方式對電網(wǎng)、對電機(jī)都產(chǎn)生很大的諧波污染，降低電網(wǎng)的功率因數(shù)。
在高壓大功率電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中，電網(wǎng)無諧波變頻器也采用交、直、交式的變頻器，區(qū)別在于為得到高壓電動機(jī)所需的一定數(shù)值的高電壓，變頻調(diào)速器的輸出每相需由數(shù)個功率單元串聯(lián)而成，參見附圖2。為了得到3KV的線電壓，其變頻調(diào)速器SF每相由5個功率單元A1-A5,B1-B5,C1-C5串接而成。參見附圖3，每個功率單元的電壓為380V，5個功率單元串接，每相輸出點A、B、C，對中性點電壓為1900V，組成3KV電機(jī)的相電壓，為3KV電動機(jī)供電。
為有效消除變頻過程中產(chǎn)生污染電網(wǎng)的諧波，要求供電電源均衡移相，見附圖2-4，均衡移相的每相繞組組數(shù)與整流變頻器每相串聯(lián)的功率單元數(shù)n相等，即移相變壓器B付邊繞組每相需由n組組成。如圖3所示變頻調(diào)速器SF每相由5個功率單元串接而成A1-A5、B1-B5、C1-C5，則移相變壓器B付邊每相需有5組繞組，每組又由3個完全相同但相互獨立的繞組接成完全相同的3個三相繞組，如f1A、f1B、f1C-f1A＂、f1B＂、f1C＂，向功率單元A1、B1、C1供電，如附圖2、3所示，故變壓器每相繞組總數(shù)為3n。移相變壓器E付邊每組繞組的均衡移相角an，為最佳導(dǎo)通角60°與變頻器每相功率單元串聯(lián)數(shù)n之比。為適應(yīng)不同負(fù)載和電壓的實際需要，變頻調(diào)速器SF每相串聯(lián)功率單元數(shù)n可為3、4、5、6，移相變壓器B付邊繞組之移相角分別可以為20°、15°、12°、10°，付邊繞組的移相，由付邊繞組的中間抽頭、繞向、接線方式不同來實現(xiàn)。
實施例，以n=5的移相變壓器供電的整流變頻調(diào)速裝置為例，該裝置的移相變壓器β需為已知的3KV電機(jī)供電，每相電壓為1900V，變頻調(diào)速器SF每相具有5個功率單元A1-A5、B1-B5、C1-C5，每個功率單元的電壓為380V，要求移相變壓器付邊每相每組提供的線電壓為380V，移相角an為12°，五組移相繞組為0°繞組、±12°繞組和±24V繞組。3個0°繞組向功率單元A1B1C1供電，由A、B、C三項三個相同的繞組f1A、f1B、f1C-f1A＂、f1B＂、f1C＂接成，各繞組為順序三角形接法。3個+12°繞組向功率單元A2、B2、C2供電，由A、B、C三相的三個相同繞組f2A、f2B、f2C-f2A＂、f2B＂、f2C＂各自連接成三角形外延星形接法，每組出線同名端與0°繞組相同。3個-12°繞組向負(fù)載功率單元A4、B4、C4供電，由三個相同繞組f4A、f4B、f4C-f4A＂、f4B＂、f4C＂各自連接成反向三角形外延星形接法，每組同名端與0°繞組相反。3個+24°繞組向負(fù)載功率單元A3、B3、C3供電，接法、繞向同+12°繞組，但線圈抽頭位置改變即匝數(shù)改變。3個-24°繞組向功率單元A5、B5、C5供電，接法繞向同-12°繞組，線圈抽頭位置不同。由于各繞組線電壓相同，故an大小相同的正負(fù)繞組的總匝數(shù)及抽頭點相同，繞向不同。
為得到具有5組移相電勢的移相變壓器付邊繞組線圈的具體參數(shù)如圈數(shù)、中間抽頭點等可通過做圖法作出各組繞組三相電勢向量圖，來確定各移相繞組的電壓值大小及抽頭位置；通過一般變壓器計算，即可確定各組繞組的匝數(shù)、抽頭點、接線關(guān)系及出線。
下面以n=5為例，通過做圖法做出5組繞組三相電勢向量圖，從5個電勢三角形確定電勢移相角an為0°，±12°,±24°時各繞組相電壓值，進(jìn)而從已知線圈每匝承擔(dān)10V電壓來確定各組繞組的匝數(shù)、抽頭點、接線關(guān)系及出線。
由于n=5，付邊繞組的三相電勢移相角an為0°，±12°和±24°，各三相繞組的線電壓已知并相等，均為380V，相序均為順時針方向，正向移相繞組與0°繞組繞向相同，電勢向量方向相同；反向移相繞組與0°繞組繞向相反，電勢向量方向相反。由此已知條件可繪制付邊移相繞組電勢向量圖，其繪制原則如下(1)每相繞組的電勢繞組繞向相同的方向相同，繞向相反的方向相反，用向量箭頭表示方向，(2)電勢大小由標(biāo)尺相同的向量長度表示，各電勢向量圖三角形的邊長表示此三相電勢的線電壓，付邊5組三相電勢三角形的邊長均相等，(3)移相角的正負(fù)以0°向量為基準(zhǔn)6，順時針轉(zhuǎn)向的移相角an為正，逆時針轉(zhuǎn)向移相角為負(fù)，(4)三相電勢三角形的方向均按a、b、c順序的順時針方向，(5)因為是付邊繞組，電勢A、B、C三相分別用小寫字母a、b、c表示，下標(biāo)0、+12、-12、+24、-24分別表示0°、+12°、-12°、+24°、-24°繞組。見附圖3-9,0°繞組的三個三相電勢向量圖為等邊三角形△a0b0c0，線電壓c0a0等于相電壓a3a0為380V，以c0a0為準(zhǔn)，按a、b、c順序順時針放置，a相繞組首端標(biāo)號為a0，尾端為a3,b,c相繞組首尾端標(biāo)號分別為b0、b3,c0、c3。0°繞組的電勢向量圖見附圖5,a0與b3,b0與c3,c0與a3，分別首尾相接且a0、b0、c0為此三相繞組的出線端，移相角為0°，向量a3a0為a相0°繞組的電勢向量。
±12°、±24°移相繞組電勢向量圖參見附圖6-9，其繞組首端標(biāo)號分別為a+12、b+12、c+12,a-12、b-12、c-12、a-24、b+24、c+24,a-24、b-24、c-24。 a相繞組尾端標(biāo)號均為a3,b、c相繞組尾端標(biāo)號分別為b3、c3，中間抽頭的標(biāo)號均為a2、b2、c2。
為確定各相繞組的相電壓大小，以移相角為+12°的繞組為例，按如下方法制作其電勢三角形△a0b0c0各邊順時針方向旋轉(zhuǎn)12°后形成新的△a+12b+12c+12，分別過頂點a+12、b+12，作△a0b0c0的平行線可得三組交點a2b3、b2c3、c2a3,a3、b3、c3分別為+12°繞組a、b、c三相繞組的尾端，其首尾間長度為各相繞組的相電壓，a2、b2、c2分別為各相繞組的抽頭點，分割的線段分別表示三角形接與外延星形接部分的繞組電壓值，繞組圈數(shù)Wa+12a2=Wb+12b2=Wc+12c2=9匝，Wa2a3=Wb2b3=Wc2c3=24匝或做向量
與
平行，表示正向移相繞組的繞制方向與0°繞組相同。以a12點為頂點，以a3a+12為邊，按順時針方向做12°線，在此線段上截取a+12c+12與0°繞組三角形△a0b0c0的邊長a3a0相等，表示其電壓值也為380V，以a+12,c+12兩點為準(zhǔn)，按a、b、c順序為順時針方向做等邊三角形a+12b+12c+12，此方法與0°電勢三角形做法相同。以c+12為頂點，c+12b+12為一邊逆時針方向做12°線，為c相繞組，該電勢向量與a+12a3相交于a3點。以b+12為頂點，b+12a+12為一邊逆時針方向做12°線，這些12°線分別相交于a3c2點，c3b2點，b3a2點，形成移相角an為+12°的正向三角形外延星形接的三相繞組電勢向量圖見附圖6，
向量為
向量順時針移相12°，即+12°,a+12、b+12、c+12分別為+12°繞組的首端，a3、b3、c3分別為+12°繞組a、b、c三相繞組的尾端，首尾間長度表示各相繞組的相電壓，a2、b2、c2分別為各相繞組的抽頭點，分割的線段分別表示三角形接部分和外延星形接部分的繞組電壓值，a2a3為三角形接部分相電壓大小，a+12a2為星形接部分相電壓，三相相同。這樣用作圖法直接得到+12°移相繞組相電壓的大小及抽頭位置，抽頭位置相同的繞組線圈匝數(shù)相同，用解析法解△a+12c+12a3亦可得到相同結(jié)果。
+24°、-12°、-24°繞組電勢向量圖作法與上述相同，除+24°移相角旋轉(zhuǎn)度數(shù)增大外，-12°、-24°移相電勢向量圖作法不同之處在于(1)a相電勢與基準(zhǔn)向量為0°的電勢相差180°，表示繞組反繞，(2)移相角以a相電勢為例，逆時針旋轉(zhuǎn)12°和24°，(3)接線不同，正向移相的繞組a相的抽頭a2點與b相繞組尾端b3點相連，依次為b2c3,c2a3，反向移相的繞組a相的抽頭a2點與c相繞組尾端c3相連，依次為b2a3,c2b3其它匝數(shù)抽頭位置等均與正向移相繞組相同。
附圖11為以a相一組n=5為例付邊繞組接線圖，三相相同，為清晰，附圖3不再與功率單元連線，只將首尾編號與同名端標(biāo)注在圖上。結(jié)合參見附圖5-10,0°三相繞組線電壓與相電壓相等為380V，設(shè)繞組導(dǎo)線100V/匝，0°繞組為38匝，故Wa0a3=Wb0b3=Wc0c3=38匝，出線端為a0、b0、c0，接至變頻調(diào)速器SF三相功率單元A1、B1、C1。+12°三相繞組三角形接部分相電壓由作圖知為240V，線圈匝數(shù)Wa2a3-Wb2b3=Wc2c3=24匝；星形接部分a+12a2相電壓為90V,Wa+12a2=9匝，同樣Wb+12b2=W+c12c2=9匝，出線端為a+12、b+12、c+12接至功率單元A2、B2、C2。-12°三相繞組線圈匝數(shù)與+12°相同，出線端為a-12、b-12、c-12，接至功率單元A4、B4、C4。+24°三相繞組三角形接部分相電壓由作圖知為80V，故Wa2a3=Wb2b3=Wc2c3=8匝，星接部分相電壓為160V,Wa+24a2=Wb24b2=Wc+24b2=Wc+24c2=16匝，出線端為a+24、b+24、c+24，接至功率單元A3、B3、C3。-24°三相繞組線圈匝數(shù)與+24°相同，出線端為a-24、b-24、c-24接至功率單元A5、B5、C5。
附圖10為n=5時移相變壓器付邊繞組一相一組f1A-f5A電勢波形圖，另兩組波形與此相同。與附圖5-9對照，波形1為電勢
的波形圖，定義為0°，波形2為電勢
的波形圖，移相+12°，波形3為電勢
的波形圖，移相+24°，波形4為電勢
的波形圖，移相-12°，波形5為電勢
的波形圖，移相-24°，另兩相電勢波形分別相差120°。
本實用新型為了滿足每相串聯(lián)多個功率單元的三相負(fù)載的需求，在移相變壓器付邊每相繞制多組、每組包括3個同樣線圈，達(dá)到移相變壓器每相有多組輸出的目的。
事實證明，采用本實用新型為變頻調(diào)速器供電的裝置，其電流。電壓的波形畸變率＜4％(國家標(biāo)準(zhǔn)5％)，電網(wǎng)功率因數(shù)＞0.95，有效降低了電網(wǎng)的諧波污染，不僅減小了諧波對高壓電動機(jī)絕緣的損害，節(jié)能節(jié)電，而且保證了電網(wǎng)的安全運行。
權(quán)利要求1.一種移相變壓器供電的整流變頻調(diào)速裝置，包括移相變壓器(B)、原邊繞組(Q)、鐵心(T)、變頻調(diào)速器(SF)、高壓交流電動機(jī)(M)、變頻調(diào)速器(SF)每相串接n個功率單元，三相共接有3n個功率單元A1-An、B1-Bn、C1-Cn，其特征在于為產(chǎn)生每相中互差一定移相角an的多組均衡移相電動勢，付邊繞組每相由n組組成fA1-fAn、fB1-fBn、fC1-fCn，每相每組又設(shè)置3個結(jié)構(gòu)完全相同的獨立繞組f1A、f1A′、f1A″-fnA、fnA′、fnA″,f1B、f1B′、f1B″-fnB、fnB′、fnB″,f1C、f1C′、f1C″-fnC、fnC′、fnC″，每相付邊繞組組數(shù)為3n，三相繞組總數(shù)為3倍3nf1A、f1B、f1C-fnA″、fnB″、fnC″，每個繞組的線電壓已知并相等，移相變壓器付邊的每相相同組數(shù)的對應(yīng)繞組fiA、fiB、fiC或fiA′、fiB′、fiC′或fiA″、fiB″、fiC″接成一個三角形或三角形外延星形的三相繞組，每三個相同繞組為一組。三相總數(shù)為3倍3n個付邊繞組接成3n個三相繞組，每個三相繞組出三個接線端連接到變頻調(diào)速器(SF)的一個功率單元Ai或Bi或Ci上，三相相同組數(shù)的三個獨立繞組接成三個三相繞組fAi、fBi、fCi,fAi′、fBi′、fCi′,fAi″、fBi″、fCi″分別連接到變頻調(diào)速器SF的一組三個三相功率單元Ai、Bi、Ci上，即移相變壓器總數(shù)為3倍3n個三相付邊繞組分別連接到變頻調(diào)速器(SF)的三相3n個功率單元上；變頻調(diào)速器(SF)的輸出端A、B、C接至高壓交流電動機(jī)(M)的輸入端D、E、F。
2.如權(quán)利要求1所述的變頻調(diào)速裝置，其特征在于移相變壓器(B)付邊每相繞組組數(shù)n與變頻調(diào)速器(SF)每相功率單元數(shù)相同，每相每組設(shè)置三個相同的獨立繞組三相每組對應(yīng)的繞組連接成三角形或三角形外延星形的三相繞組分別連接至變頻調(diào)速器三相的功率單元上，各三相繞組的線電壓相等，各三相繞組的電勢向量圖為全等電勢三角形，各繞組的匝數(shù)、繞向、中間抽頭位置及接線方式由電勢移相角an的大小和正負(fù)決定，移相角an為變頻調(diào)速器SF的最佳導(dǎo)通角60°與SF每相串聯(lián)的功率單元數(shù)n之比。
3.如權(quán)利要求2所述的變頻調(diào)速裝置，其特征在于移相變壓器(E)付邊移相繞組的組數(shù)n可以是3、4、5、6，每相電勢移相角an可以是20°、15°、12°、10°。
4.如權(quán)利要求2所述的變頻調(diào)速裝置，其特征在于n組移相繞組的相電壓、線圈接法、中間抽頭位置、匝數(shù)、出線端可由各繞組三相電勢向量圖或解析法求解，已知條件付邊繞組組數(shù)n，移相角an的大小與正負(fù)，各三相繞組的線電壓相等且由已知負(fù)載電壓決定，相序設(shè)定均為順時針方向，正向移相繞組與0°繞組繞向和電勢向量方向相同，反向移相繞組與0°繞組的繞向和電勢向量方向相反。電勢向量圖的繪制原則(1)每相繞組的電勢方向繞組繞向相同的方向相同，繞向相反的方向相反，用向量箭頭表示方向；(2)電勢大小由標(biāo)尺相同的向量長度表示，各電勢向量圖三角形的邊長表示此三相電勢的線電壓，付邊n組電勢三角形的邊長均相等；(3)移相角an的正負(fù)以0°向量為基準(zhǔn)，順時針轉(zhuǎn)向的移相角an為正，逆時針轉(zhuǎn)向移相角為負(fù)；(4)三相電勢三角形的方向均按a、b、c順序的順時針方向，即相序為正；(5)n=5時移相角an接0°、±12°、±24°為準(zhǔn)制圖。
5.如權(quán)利要求1-4所述的變頻調(diào)速裝置其特征在于當(dāng)移相變壓器(B)付邊一相移相繞組n=5時，三相電勢移相角an為0°、±12°、±24°，各三相繞組的線電壓已知并相等均為380V，線圈承受電壓10V/匝；(1)0°繞組三個相同的獨立繞組f1A、f1B、f1C-f1A″、f1B″、f1C″各自成三角形接法，由出線端a0、b0、c0連接至變頻調(diào)速器(SF)功率單元A1、B1、C1，三相電勢向量圖以a3a0為準(zhǔn)做等邊三角形△a0b0c0，線電壓c0a0等于相電壓a3a0為380V，三相繞組a3a0、b3b0、c3c0首尾相接，三個繞組圈數(shù)相同各為38匝。(2)+12°繞組三個相同的獨立繞組f2A、f2B、f2C-f2A″、f2B″、f2C″各自成三角形外延星形接法由出線端同時也為首端a+12、b+12、c+12連接至變頻調(diào)速器(SF)功率單元A2、B2、C2，三角形外延星形接法來源于△a0b0c0各邊順時針方向旋轉(zhuǎn)12°后形成新的△a+12b+12c+12，分別過頂點a+12、b+12，作△a0b0c0的平行線可得三組交點a2b3、b2c3、c2a3、a3、b3、c3分別為+12°繞組a、b、c三相繞組的尾端，其首尾間長度為各相繞組的相電壓，a2、b2、c2分別為各相繞組的抽頭點，分割的線段分別表示三角形接與外延星形接部分的繞組電壓值，繞組圈數(shù)Wa+12a2=Wb+12b2=Wc+12c2=9匝，Wa2a3=Wb2b3=Wc2c3=24匝；(3)-12°繞組三個相同繞組f4A、f4B、f4C-f4A″、f4B″、f4C″各自成反向三角形外延星形接法，由出線端a-12、b-12、c-12連接至變頻調(diào)速器功率單元A4、B4、C4；反向三角形外延星形接繞組來源于△a0b0c0各邊逆時針方向旋轉(zhuǎn)12°形成的新△a-12b-12c-12且原△a0b0c0的a3點為a-12點，按順時針相序定b-12、c-12兩點，分別過頂點a-12、b-12作△a0b0c0的平行線得三組交點a3b2、b3c2、c3a2,a2、b2、c2為線圈抽頭點，線圈匝數(shù)Wa-12a2=Wb-12b2=Wc-12c2=9匝，Wa2a3=Wb2b3=Wc2c3=24匝；(4)+24°繞組三個相同繞組f3A、f3B、f3C-f3A″、f3B″、f3C″各自成三角形外延星形接法，由出線端a+24、b+24、c+24連接至變頻調(diào)速器(SF)功率單元A3、B3、C3，三角形外延星形接法同+12°繞組，只是旋轉(zhuǎn)角度為24°，旋轉(zhuǎn)后得三組交點為a2b3、b2c3、c2a3,a2、b2、c2為線圈抽頭點，線圈匝數(shù)Wa+24a2=Wb+24b2=Wc+24c2=16匝，Wa2a3=Wb2b3=Wc2c3=8匝。(5)-24°繞組三個相同繞組f5A、f5B、f5C-f5A″、f5B″、f5C″各自成反向三角形外延星形接法由出線端a-24、b-24、c-24連接至變頻調(diào)速器SF功率單元A5、B5、C5；反向三角形外延星形接繞組來源同-12°繞組，只是旋轉(zhuǎn)角度為24°，旋轉(zhuǎn)24°后得三組交點a3b2、b3c2、c3a2,a2、b2、c2為線圈抽頭點，線圈匝數(shù)Wa-24a2=Wb-24b2=Wc-24c2=16匝，Wa2a3=Wb2b3=Wc2c3=8匝。
專利摘要一種移相變壓器供電的整流變頻調(diào)速裝置,適用于高壓、大功率電動機(jī)速度調(diào)節(jié)。其特征是變壓器副邊每相由n組移相繞組提供n個移相電勢。n為整流變頻器每相串聯(lián)的功率單元數(shù)。其優(yōu)點是降低電壓、電流的波形畸變率,有效消除諧波對電網(wǎng)的污染,提高電網(wǎng)功率因數(shù)及電動機(jī)使用壽命。
文檔編號H02M5/16GK2341319SQ98219000
公開日1999年9月29日 申請日期1998年9月9日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月9日
發(fā)明者魏章和 申請人:北京重型電機(jī)廠