交流异步电动机分频调速方法技术

本发明专利技术的交流异步电动机分频调速方法。本方法采用了晶闸管变流装置，将晶闸管按一定的序列导通或截止，使三相交流工频电源分时、分割地向交流异步电动机供电，使电动机的旋转速度为电源工频时的某一分数倍，此分数值小于１，可为１／５、１／４、１／３、１／２、２／３、３／４、……１９／２０等。本发明专利技术采用普通晶闸管自然换流的方法，它具有调速范围宽、稳定可靠、结构简单等特点。主要用于鼠笼型交流电动机带风机、水泵的调速装置中。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及交流异步电动机变频调速的
现有的交流异步电动机的交-交变频调速方法，通常沿用传统的“差频控制”的概念，在电源各个周波内，根据变频要求计算各晶闸管在不同电周期时应有的触发角α，使变频后的电压包络线为较低（与电源相比）的频率，其最高频率低于电源频率的1/2。如果用差频控制的概念求取高于1/2以上的电源频率，则对于晶闸管必须强迫换流，或者采用其他可关断器件（如可关断晶闸管，大功率晶体管等）来换流。此外，也有在电动机高速时采用交流调压调速，低速时采用传统的“差频控制”交-交变频，参见日本专利特开昭52-26416。但无论设想采用强迫换流调速，还是交流调压调速，皆因电路结构复杂，调速可靠性差，或调速范围不够宽而不理想。本专利技术的目的在于开创一种新的、自然换流的分频调速方法，可使交流异步电动机在低速、高速运转时，均能方便、经济而可靠地实现调速。本专利技术所述的交流异步电动机的调速方法，是采用了周波变流器型电力变流装置，此装置为三组三相、各相均由相互反并联连接的晶闸管交流开关组成，至少由18支单向晶闸管（或至少由9支双向晶闸管）组成的多并、多串联支路。其连接方式是：每相至少由2支单向晶闸管（或至少由1支双向晶闸管）相互反并联组成1个分支路，每组由这样的三个分支路组成1个支路。三组共有9个分支路，按排列组合将电源端的A、B、C三相和电动机端的R、-->S、T三相相互联接，由电源通过该9个分支路与交流异步电动机形成回路，本专利技术的特征在于将晶闸管按一定的序列导通或截止。使工频电源分时、分割地（不连续）自然变流，并向交流异步电动机供电，以使电动机定子的旋转磁场的平均旋转速度为工频时的某一分数倍，此分数值小于1，可为1/2、2/3、3/4、4/5、5/6、6/7、7/8、8/9、9/10、10/11、……及其他整数组成的分数倍，本专利技术也可对低速实现1/3、1/4、1/5及更低频率的调速。本专利技术由于全部采用按一定序列的自然换流而实现分流调速，因此它比传统的周波变流的调速范围宽而稳定可靠，而比强制换流的差频控制调速使用元件少、结构简单、实施方便、经济性好。本专利技术构思巧妙、操作方便、价格便宜，可在全速范围内实现可靠调速，因此是交流异步电动机的又一种新的调速方法，它主要用于交流鼠笼型电动机、拖动风机和水泵的调速装置中，具有良好的调速性能和节能效果。本专利技术虽为不连续调节，但因其分数值可分得很细，所以完全能满足实际应用中调速的需要。图1.三相异步电动机与18支单向晶闸管组成的分频调速的主回路电路图。图2.为2/3分频时晶闸管导通序列及波形图。图3.为3/4分频时晶闸管导通序列及波形图。图4.为3/4分频时晶闸管的又一导通序列及波形图。-->图5.3/4分频时晶闸管的触发角α改变后的波形图。实施例：图1所示为一个三相异步电动机（M），与18支单向晶闸管组成的分频调速主回路电路图，图中A、B、C为三相电源线，（1-1、1-2、1-3、……1-6;2-1、2-2……2-6;3-1、3-2……3-6）为18支单向晶闸管，（R）、（S）、（T）为电动机（M）定子的R、S、T端子。18支晶闸管的编码是前一数字为组别，后一数字为工频电源的导电顺序，导电顺序与传统的交流开关或三相桥式线路顺序相同（假定电源为正序）。图1中将A与R、B与S、C与T相连结并定义为Ⅰ组，A与S、B与T、C与R相连结并定义为Ⅱ组，A与T、B与R、C与S相连结并定义为Ⅲ组。将18支可控硅分成的三组（参见图1），从电源侧向负载侧看，如图2所示，在电角度为6π时间内，令其第一组晶闸管按第一段阴影婊蛄械纪ǎ蚪涣饕觳降缍┑纾潭秩拷刂挂欢问奔洌幼诺冖蜃榫д⒐馨吹诙我跤懊婊男蛄械纪ǎ蚪涣饕觳降缍┑纾潭踩拷刂挂欢问奔洌幼旁俚冖笞榫д⒐馨吹谌我跤懊婊男蛄械纪ǎ蚪涣饕觳降缍┑纾潭踩拷刂挂桓鍪奔洌缓笤俚谝蛔椤绱酥芏词肌Ｔ谕?中电动机内的电流在第一段先是从R→S，继而。然而最后是S→T，然后截止一段，在第二段先是从S→T，继而然而最后T→R，然后又截止一段，在第三段先是从T→-->R，继而，然后，最后R→S，然后又截止一段，如此周而复始，使交流异步电动机（M）得到一个脉动的转矩，在全部截止时间内无电磁力矩，这样在电动机（M）的定子上就形成一个旋转磁场，其旋转磁场的平均速度即为同步速的2/3。同理，图3示出了晶闸管导通时阴影面积为全部截止面积的3倍，如按图3所示的序列去导通、截止三组晶闸管，则交流异步电动机（M）就得到另一个旋转磁场，而此旋转磁场的平均速度为同步速的3/4。由上述可知，依此类推如图1所示电路，只要将晶闸管按一定的序列导通或截止，使工频电源分时、分割地向交流异步电动机供电，就可使交流异步电动机的平均旋转速度为工频时的某一分数倍，（此分数值小于1），分数值可为1/2、2/3、3/4、4/5……10/11、11/12直至接近于1。图4为达到3/4同步转速的另一种晶闸管导通、截止排列序列及波形图，其效果与图3完全一样，这说明本专利技术具有多种序列的灵便能力。本专利技术为了尽可能改善电动机的振动和减少无功功率，可采用改变晶闸管触发角α的办法来取得最为合适的电压波形，参见图5。这样在保证自然换流的条件下，使电机在带载条件下无功最小，有功也最小，这对于实际使用中是具有经济价值的。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交流异步电动机分频调速方法，采用了晶闸管电力变流装置，此装置为三组三相、各相均由相互反并联连接的晶闸管交流开关组成、至少由１８支单向晶闸管（或至少由９支双向晶闸管）组成的多并、多串联支路，其连接方式是：至少由２支单向晶闸管（或至少由１支双向晶闸管）相互反并联组成１个分支路，每组由３个分支路组成１个支路，三组共有９个分支路，按排列组合将电源端的Ａ、Ｂ、Ｃ三相与异步电动机端的Ｒ、Ｓ、Ｔ相互联接，电源通过该９个分支路与交流异步电动机形成回路，本专利技术的特征在于将晶闸管按一定的序列导通或截止，使工频电源分时、分割地（不连续）自然换流，并向交流异步电动机供电，以使电动机定子旋转磁场的平均旋转速度为工频时的某一分数倍，此分数值小于１。

【技术特征摘要】
1、一种交流异步电动机分频调速方法，采用了晶闸管电力变流装置，此装置为三组三相、各相均由相互反并联连接的晶闸管交流开关组成、至少由18支单向晶闸管(或至少由9支双向晶闸管)组成的多并、多串联支路，其连接方式是：至少由2支单向晶闸管(或至少由1支双向晶闸管)相互反并联组成1个分支路。每组由3个分支路组成1个支路，三组共有9个分支路。按排列组合将电源端的A、B、C三相与异步电动机端的R、S、T相互联接，电源通过该9个分支路与交流异步电动机形成回路。本发明的特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱世良，
申请(专利权)人：北京变压器厂，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]