A power converter for operating a three-phase AC motor using a single-phase AC power supply includes an ASD with a rectifier and a inverter, and an additional power conversion module, which is electrically connected to each of the power supply and the ASD outside the ASD. The power conversion module comprises one or more input inductors and a pair of switching devices configured to store and filter single-phase AC power received from the power supply, which are connected to each of the input inductors at the output end of the input inductor. Controllers operatively connected to the power conversion module selectively control the switches of the switching device associated with each of the one or more input inductors so that sinusoidal single-phase AC power is output from the additional power conversion module for rectification by the rectifier.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于利用单相源操作三相负载的系统和方法
技术介绍
本专利技术的实施例大体上涉及用于操作三相电动机的电机驱动系统,且更具体地说,涉及用于利用单相电源操作三相电机的设备和方法。行业中通常使用的执行功率转换的一种类型的系统是可调或变速驱动(ASD)电路,其是对例如三相AC感应电机等驱动系统提供可变频率、可变电压操作的工业控制装置。ASD具有带有大DC电容器的AC到DC整流器单元以平滑化电压纹波。在所有ASD中,将直流母线电压反向为三相可变电压、可变频率输出,以控制三相AC电机的速度和转矩。对于许多负载,习惯上且常常需要利用三相AC电源为AC到DC整流器部分通电。然而,可利用单相AC电源为输入AC到DC整流器通电,尤其在由于物流和其它原因而导致三相AC电源不可用的位置。在此等状况下,一些设施允许利用单相AC电源为三相ASD通电,其前提是流入到AC到DC整流器系统中的峰值电流在单相AC电源的额定值内。许多ASD制造商在ASD接受单相AC电源时会对ASD的额定值强制施加限制。在利用单相AC电源操作三相ASD时存在重要问题—此类问题关于与单相AC电源相关联的高峰值电流和零位电流条件,如在图1中所示出的单相AC波形中通过高峰值电流10和零位电流12可见。关于从单相AC电源提供到ASD的输入AC电流,应认识到ASD的输入二极管必须处理给定负载的较高需求电流(输入AC电流的RMS值明显高于在将三相电源用于给定负载时的RMS值),因此常常降低反相器额定值,以解决此问题-在一些状况下额定值约降低50%。较高的输入电流会影响输入AC电源端子块,且在许多状况下,ASD的整流二极管可能能够处 ...
【技术保护点】
1.一种用于利用单相AC电源操作三相AC电机的功率转换器,所述功率转换器包括:可调速驱动装置(ASD),其包含:整流器,其被配置成将单相AC功率转换成DC总线上的DC功率,所述DC总线具有第一轨和第二轨以提供相对固定的DC电压、和跨越所述第一轨和所述第二轨的DC总线电容器以平滑化电压纹波;以及反相器,其用于从所述DC总线接收DC功率并将所述DC功率转换成三相AC功率,所述反相器包括可选择性地控制以控制所述三相AC电机中的电流流动和端电压的多个开关;以及附加功率转换模块,其在所述ASD外部且电连接到所述单相AC电源和所述ASD中的每一个,所述附加功率转换模块包含:一个或多个输入电感器,其各自包括输入端和输出端,其中所述一个或多个输入电感器中的每一个被配置成存储并滤波从所述单相AC电源接收到的单相AC功率;以及一对开关装置,其在所述一个或多个输入电感器的所述输出端处连接到所述一个或多个输入电感器中的每一个;以及控制器,其以可操作方式连接到所述附加功率转换模块以选择性地控制与所述一个或多个输入电感器中的每一个相关联的所述对开关装置的开关,以便致使从所述附加功率转换模块输出正弦单相AC功率以由 ...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.15 US 14/9698721.一种用于利用单相AC电源操作三相AC电机的功率转换器,所述功率转换器包括:可调速驱动装置(ASD),其包含:整流器,其被配置成将单相AC功率转换成DC总线上的DC功率,所述DC总线具有第一轨和第二轨以提供相对固定的DC电压、和跨越所述第一轨和所述第二轨的DC总线电容器以平滑化电压纹波;以及反相器,其用于从所述DC总线接收DC功率并将所述DC功率转换成三相AC功率,所述反相器包括可选择性地控制以控制所述三相AC电机中的电流流动和端电压的多个开关;以及附加功率转换模块,其在所述ASD外部且电连接到所述单相AC电源和所述ASD中的每一个,所述附加功率转换模块包含:一个或多个输入电感器,其各自包括输入端和输出端,其中所述一个或多个输入电感器中的每一个被配置成存储并滤波从所述单相AC电源接收到的单相AC功率;以及一对开关装置,其在所述一个或多个输入电感器的所述输出端处连接到所述一个或多个输入电感器中的每一个;以及控制器,其以可操作方式连接到所述附加功率转换模块以选择性地控制与所述一个或多个输入电感器中的每一个相关联的所述对开关装置的开关,以便致使从所述附加功率转换模块输出正弦单相AC功率以由所述整流器整流。2.根据权利要求1所述的功率转换器,其中所述整流器包括三相整流器桥接器,所述三相整流器桥接器包含各自具有位于其上的上二极管和下二极管的三个桥接器支脚。3.根据权利要求2所述的功率转换器,其中所述ASD进一步包括用于向所述整流器桥接器提供AC功率的三个输入端,其中所述输入端系结在一起并连接到所述三个桥接器支脚中的一个或多个的中点。4.根据权利要求1所述的功率转换器,其中所述三相整流器桥接器的所述上二极管与所述三相整流器桥接器的所述下二极管平联以便共享由所述整流器接收到的AC功率输入,其中所述上二极管与所述下二极管的所述并联将所述AC功率输入的满负荷电流同等地划分到所述整流器。5.根据权利要求1所述的功率转换器,其中所述一个或多个输入电感器包括单个输入电感器,且其中单对开关装置在所述单个输入电感器的所述输出端处连接到所述单个输入电感器。6.根据权利要求1所述的功率转换器,其中所述一个或多个输入电感器包括三个输入电感器,且其中一对开关装置在所述三个输入电感器的所述输出端处连接到所述三个输入电感器中的每一个,使得六个开关装置包含于所述附加功率转换模块中。7.根据权利要求6所述的功率转换器,其中所述控制器被编程来以交错方式开关所述六个开关装置以提高所述附加功率转换模块的有效开关频率。8.根据权利要求1所述的功率转换器,其中所述控制器被编程来根据脉冲宽度调制(PWM)方案而选择性地控制与所述一个或多个输入电感器中的每一个相关联的所述对开关装置的开关,以致使从所述附加功率转换模块输出所述正弦单相AC功率。9.根据权利要求1所述的功率转换器,其中所述ASD进一步包括...
【专利技术属性】
技术研发人员:H·李,姚文熙,吕征宇,
申请(专利权)人:伊顿公司,浙江大学,
类型:发明
国别省市:美国,US
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