内反馈可控硅串级调速器制造技术

一种新型的内反馈式可控硅串级调速器。调整电动机的定子上增设一个三次绕组，该绕组与原边绕组的作用结果，取代了普通可控硅串级调速中的逆变变压器，并通过转差功率内反馈，实现了电动机的节能调整。调速器具有无逆变变压器的特点，并提高了调整效率，同时避免了电网的谐波污染。本发明专利技术可实现低同步速的无级调速，具有恒转矩调速特性。（*该技术在2000年保护过期，可自由使用*）

Internal feedback SCR cascade speed regulator

A new type of internal feedback thyristor cascade regulator. An additional three times to adjust the motor stator winding, the winding and the primary winding, to replace the ordinary thyristor inverter transformer in a stepless speed regulation, and through the slip power feedback, adjust the motor to realize energy saving. The governor has the characteristics of no inverter transformer, and improves the regulation efficiency. Meanwhile, the harmonic pollution of the power grid is avoided. The invention can realize stepless speed regulation with low synchronous speed, and has the characteristics of constant torque speed regulation.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电机
，广泛用于纺织，塑料及提升等机械的电动机无级调速，尤其适合大容量风机、泵类的节能调速之用。普通的可控硅串级调速器，含有一个绕线转子的异步电动机，其定子原绕组与交流电源连接，转子绕组经滑环与桥式整流器联接，整流器输出通过平波电抗器与桥式有源逆变器相联，该调速器还必须设置一个逆变变压器，其副边绕组与桥式有源逆变器的网端相联，而原边绕组与交流电源连接。上述调速器的缺点有三。一是必须设置独立的逆变变压器，致使调速器结构庞大，造价昂贵；二是从调速器原理上，通过逆变变压器反馈电网的转差功率，本来就是由原边绕组自由网吸收过来的，这样造成这部份多余的转差功率的无谓循环传输，影响调速效率的提高。分析证明，这种调速器调速时，在负载转矩不变的条件下，电机原边绕组的有功电流不随转速的下降而减小，容易造成电机温升增高。三是通过逆变变压器反馈电网的电流波形含有较多的谐波，给电网造成污染，干扰其它用电设备。本专利技术的就是为消除、改善上述缺点，以实现无逆变变压器、高效节能、大大减轻对电网污染的串级调速效果。附图说明图1为内反馈可控硅串级调速器的原理图。图2为有载矢量图。本专利技术由带有三次绕组绕线转子异步机，可控硅整流器、可控硅有源逆变器及触发控制装置等部份构成。本调速器中的调速异步机，除了具有和普通绕线型异步机相同的定子原边绕组Ⅰ及转子绕组Ⅱ以外，在定子上还装有三次绕组Ⅲ。三次绕组的绕组形式(包括极数、绕向)与原边绕组相同，但导线和并联支路数则根据转子额定电流及电机极数作不同选择，不必与原绕组相同。三次绕组与原边绕组的作用形式，可根据电动机电源电压的高低，设计为双圈式或自耦式。前者两个绕组仅有磁的联系，而电气上相互绝缘；后者，两绕组既有磁的联系又有电的联系。附图3为自耦式联接的三绕组电动机线路图。当电机电源为低压时(660V以下)，三次绕组与原边绕组适合自耦式联接，以减少电机铁心体积，并提高调速效率。必须注意，采用自耦式三次绕组时，其绕组极对数应与原绕组相同，只是两绕组按自耦方式联接，切不可采用在原绕组中直接抽头的方法。附图4为双圈式电动机线路图当电机电源为高电压时(3KV以上)，三次绕组与原边绕组成双圈式。这样，可控硅有源逆变器和电源电压隔离，使用安全。调速器的工作情况如下电动机接通电源，电机气隙中的旋转磁场切割定子上的三次绕组，使之感应出电动势E3。E3作用于有源逆变器的网端，相当于普通可控硅串级调速中的逆变变压器副边电压。改变逆变角β的大小，或者采用斩波——逆变电路，调节占空比，都能使反射到转子电路中的附加电势得以改变，于是调节了电动机的转速。在调速时，转子绕组中的多余转差功率，通过整流器ZL和有源逆变器KL，馈入到三次绕组。其有功功率P3为负值，即三次绕组处于发电状态。此时，原边绕组自电网吸收的有功功率为P1＝Pdc－P3＋∑p＝P1＋∑p式中Pdc——电磁功率P3——三次绕组的有功功率∑p——电动机的各种铜耗及铁耗P1——输出的机械功率说明当电机转速下调时，电机的输入功率亦随机械功率的减小而减小。实现了调速节电的目的。调速器由电动机的原边绕组与三次绕组的作用。取代了逆变变压器，使之体积减小，造价降低。调速器中的反馈功率不是馈回电网，而是反馈回电机内部的三次绕组，因此，大大减轻了对电网的谐波污染。故称为内反馈可控硅串级调速器。附图2的电动机有载矢量图，是通过磁势平衡分析得出的。这里的可控硅有源逆变器采用普通可控硅元件构成，并采取滞后导能的控制方式，故三次绕组电流I3’滞后电势E3(180°－β)电角度，它将产生对电机去磁的无功分量，使电机激励电流增大。因为在电机设计时要根据具体情况，适当增大原边绕组激磁电抗。另外，也可以采用顺序控制、斩波控制等方法，尽量降低I3’的无功分量。解决上述问题的最好办法是采用GTO(可关断可控硅)有源逆变器，通过超前换流，使I3’位于第Ⅰ象限，即超前E3(180°－β)电角度，可使电机功率因数得到根本的改善。三次绕组参数的计算A、感应电势E3E30＝K·SKO／COSβm／n·E20(1)式中E30——三次绕组线电势，单位伏特。E20——转子绕组开路线电势，单位伏特。SKO——电动机空载时，最低转速对应的转差率。COSβm／n——最小逆变角的余弦值。K——系数，当有源逆变器为三相桥式时。K＝1；当采用三相零式时，K＝2。B、每相串联匝数N3N3≈E30／U1·N1(1)式中U1——电动机电源线电压，单位伏特。N1——原绕组每相串联匝数。权利要求1.一种新型的内反馈式可控硅串级调速器，其特征在于该系统由三绕组的调速电动机和可控硅有源逆变器、整流器及触发控制装置等构成，三绕组电机中的三次绕组与有源逆变器联接，并为转子绕组提供附加电势及吸收多余的转差功率，三次绕组安放在定子之上，具有与原边绕组相同的绕组形式。2.按照权利要求1所述的调速器，其特征在于三边绕组与原边绕组的结构关系有两种，一种是仅存在磁联系的双圈式，另一种是既有磁联系又有电联系的自耦式。专利摘要一种新型的内反馈式可控硅串级调速器。调整电动机的定子上增设一个三次绕组，该绕组与原边绕组的作用结果，取代了普通可控硅串级调速中的逆变变压器，并通过转差功率内反馈，实现了电动机的节能调整。调速器具有无逆变变压器的特点，并提高了调整效率，同时避免了电网的谐波污染。本专利技术可实现低同步速的无级调速，具有恒转矩调速特性。文档编号G05D13/62GK2090076SQ9022294公开日1991年12月4日 申请日期1990年11月6日 优先权日1990年11月6日专利技术者屈维谦, 沈太福 申请人:沈太福本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型的内反馈式可控硅串级调速器，其特征在于该系统由三绕组的调速电动机和可控硅有源逆变器、整流器及触发控制装置等构成，三绕组电机中的三次绕组与有源逆变器联接，并为转子绕组提供附加电势及吸收多余的转差功率，三次绕组安放在定子之上，具有与 原边绕组相同的绕组形式。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：屈维谦，沈太福，
申请(专利权)人：沈太福，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]