经济型变频调速装置制造方法及图纸

经济型变频调速装置属于电子工程技术领域。本实用新型专利技术的主要技术特征是采用造价低、容量大的普通晶闸管（ＳＣＲ）、互感电抗器、电容器和硅元件构成换流能量可以回馈到电源的斩波器（２）作为脉冲宽度调制器，与普通的整流器、逆变器及微处理机组成结构简单、成本低、容量大、工作性能稳定可靠的交流异步电动机调速装置。全部元器件不用可关断元件（ＧＴＯ、ＧＴＲ等）。本实用新型专利技术广泛应用于风机、水泵等设备的调速。（*该技术在1999年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本技术经济型变频调速装置属电子工程
目前交流异步电动机的变频调速装置中，脉冲宽度调制（简称PWM）变频调速的性能优于其他变频调速装置。高性能的PWM变频调速装置均需采用可关断元件，如可关断晶闸管（GTO）、大功率晶体管（GTR）等。但这类元件价格较高，耐压和容量都有一定限制，目前还不能做出较大容量的设备。利用普通晶闸管（SCR）构成的具有一定技术性能，能满足一般调速要求的PWM变频调速装置可以大幅度降低造价、扩大设备容量，有利于推广应用。国内外已有一些学者研究这种方案，例如北京钢铁设计研究总院的聂西对此方案进行实验并提出改进方案（《北京钢铁设计研究总院》微型计算机控制的PWM型交直交变频调速装置），聂西的方案附加了一套能量回馈逆变器，但此逆变器的电源电压要求比电网输入电压高20％，增加了成本；浙江大学的林渭勋等提出一种晶体管－晶闸管混合型PWM逆变器方案（《电气自动化》1987年第五期）只用了三只GTR元件，在某种程度上降低了造价，但由于还需要GTR元件，制造较大容量的设备仍有一定困难。为了进一步降低PWM变频调速装置的生产成本、扩大设备容量，本技术设计了一种大容量的经济型PWM变频调速装置。本技术的主要技术特征是：采用两个晶闸管、两个硅元件、两个互感电抗器和一个电容器按附图1的方式联接构成能量可以回馈到电源的斩波器（2）作为脉冲宽度调制器，并与整流器（1）、逆变器（3）和微处理机组成PWM变频调速装置。对比聂西的方案（见附图2）本技术省略了能量回馈逆变-->器（4），利用耐压较低的普通晶闸管构成斩波器（2）实现了能量回馈。因此，本技术可大幅度降低制造成本，同时保证设备运行性能稳定。附图1为经济型变频调速装置电路示意图，附图2为聂西设计的微型计算机控制的PWM交直交变频调速装置电路示意图。结合附图1说明斩波器（2）的工作原理如下：开始时，导通晶闸管T7，电容C2充电，极性左“－”右“＋”，电压上升，到达电源电压值的2倍（2E）时，电感L1中储存的能量不再向C2传递，而是通过互感绕组把能量释放回电源（用大容量电容C1与之并联滤波）。因此，在初始条件不是零值的情况下（即电感L1有电流，电容C2残留电压），电容C2两端电压不会超过钳位值2E。此后，导通逆变器（3），设此时导通晶闸管T3与T2，则主回路电流Id由电源E经L1、T3、电动机D的B相和C相绕组、T2、L2回至电源负极，电动机B、C端接通电源E，获得能量。斩波器内的二极管D7是专门用于阻止主回路通电时L1互感电势与电源E发生短路。根据电动机转速要求，定出逆变器输出电压的频率，确定斩波器斩波频率。此时，按确定的频率导通晶闸管T8，电容C2上的电压2E加在电感L2上，阻塞逆变器（3）下桥臂晶闸管T2导通，因此T2立刻关断。电动机B相与C相电流因漏抗作用继续保持，其电流通路为B、C相绕组经二极管D5、电感L1及晶闸管T3回到B、C相绕阻，B、C相两端电压接近于零值。斩波器电容C2的电压下降，过零值后反向电压上升，极性为左“＋”右“－”，至电压值等于电源电压E时，储存在电感L2中的能量经互感绕组的作用回馈到电源（由大容量电容C1吸收），所以不会出现过电压，C2的电压值被钳位在E值，然后，导通主回路晶闸管T4、电动机绕组A相与B相得到供电（此时T3仍处于导通状态）完成1／6周期电压变化。按此规律，不-->断按1／6周期交替导通T7、T8，并按频率要求延缓或缩短周期时间即完成变频调速要求的斩波任务。由于这种斩波器所采用的LC振荡回路具有能量回馈的特点，因此在1／6周期内吸收的能量和释放的能量是平衡的，主回路电感L1及L2不会出现储能积累现象（即Id愈积愈大），电容C2也不会出现过电压现象，保证了调速系统能够稳定、可靠地工作。用MCS－51系列单片机编制PWM控制程序，经脉冲放大后送到8个晶闸管按程序导通，其中斩波器两个晶闸管之一导通时实现斩波，使逆变器中相应的一组晶闸管关断，这样得到满意的变频调速效果。装配380V电源，200KVA的经济型变频调速装置采用以下元件：晶闸管    KP－300A    1200V    2只晶闸管    KP－200A    1200V    6只硅元件    ZP－200A    1200V    2只硅元件    ZP－200A    600V    12只电抗器    自制0.8mH    200A    1200V2只电解电容    1000uF    600V    1只绝缘薄膜电容    100uF    1200V    1只微处理机芯片    MCS－51系列    3片本技术广泛应用于风机、水泵等设备的调速。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变频调速装置，它由整流器（１）、逆变器（３）组成，其中，（１）为六只二极管两两串联后再并联然后与电解电容Ｃ１并联而构成的三相桥式电路整流器，（３）为一个由六只晶闸管和六只二极管所构成的普通常用三相桥式电路逆变器，本实用新型的特征是：在（１）与（３）之间连接一个斩波器（２）。

【技术特征摘要】
1、一种变频调速装置，它由整流器(1)、逆变器(3)组成，其中，(1)为六只二极管两两串联后再并联然后与电解电容C1并联而构成的三相桥式电路整流器，(3)为一个由六只晶闸管和六只二极管所构成的普通常用三相桥式电路逆变器，本实用新型的特征是：在(1)与(3)之间连接一个斩波器(2)。2、根据权利要求1所述变频调速装置，其特征是：斩波器（2）中的晶闸管T7的输入端经电抗器L1的下端接于电解电容C1的“＋”端，T7的输出端经电容C2接于L1上端的左边，二极管D7...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶近贤，于胜利，程鹏胜，陈乐柱，
申请(专利权)人：华东冶金学院，
类型：实用新型
国别省市：34[中国|安徽]