一种无回馈型异步电动机交流变频装置，包括三相整流桥，连接于三相整流桥直流输出端之间的由六个晶闸管（Ｔ１－Ｔ６）构成的三相逆变桥，其特征为：在三相整流桥直流输出端之间连接有三个分别由两只电力电容器（Ｃ１、Ｃ４，Ｃ３、Ｃ６，Ｃ５、Ｃ２）串联而成的主电容桥路，三相逆变桥的三个中点（１、２、３）引出分别作为三相交流输出的各相一端，三个主电容桥路的三个中点（４、５、６）引出分别作为三相交流输出的各相另一端。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及异步电动机的交流变频调速技术，具体为一种无回馈型异步电 动机交流变频装置。
技术介绍
现行的电工及电气传动技术对异步电动机的调速的方式，主要采用可关断 的电力电子器件与其高频的脉宽调制方式进行其既变压又变频的转速控制。在 其采用价格较贵的电力电子元件与配置反馈整流器及较为复杂的控制系统的条 件下，其产品的制造成本较高。对变频中的异步电动机自身的无功能量问题， 现行技术多采用反馈整流器进行其回馈，这在电机仍然存在较大的无功电流及 其损耗的情况下，仅用调速实现其节能可以说还存在一定的局限性。专利号为98219580.X的"双回型交流变频器"，利用换流电容器对通流的晶闸管与其电 机绕组进行放电换流的工作原理，虽然以其初步的无回馈方式降低了电机自身 的无功损耗，但其斩波器的电抗器同时要吸取电容电流，由此也带来一定的电 能消耗与增加设备及成本的问题。专利号为ZL200620132412.1的"组合变流型 交流变频器"，采用三只换流电容器与三相或六相绕组串联而交替充、放电的电 路结构，不仅用其谐振电流过零的条件而且用晶闸管构成主电路、还在其近于 串联谐振的原理下避免了无功电流的回馈而具有较高的节能效果。但其单组电 容器不易随电机负载的变化而平衡其无功能量，尤其在控制电磁振动成型机时， 易发生同一桥路两晶闸管切换失灵的故障。
技术实现思路
本专利技术为了解决异步电动机在变频调速中存在的无功电流及其损耗，而现有变频装置造价较高且不能充分平衡无功功率、因而节能效果不甚理想的问题， 提供一种无回馈型异步电动机交流变频装置。该变频装置采用普通晶闸管构成 的逆变半桥与电容桥配合而进行电容充、放电双重作用的变流电路，而实现电 容内补偿的交流变频。本专利技术是采用如下技术方案实现的无回馈型异步电动机交流变频装置， 包括三相整流桥，连接于三相整流桥直流输出端之间的由六个晶闸管Tl-T6构成的三相逆变桥，在三相整流桥直流输出端之间连接有三个分别由两只电力电容器C1、 C4， C3、 C6， C5、 C2串联而成的主电容桥路，三相逆变桥的三个中 点1、 2、 3引出分别作为三相交流输出的各相一端，三个主电容桥路的三个中 点4、 5、 6引出分别作为三相交流输出的各相另一端。使用时，异步电动机的 定子三相绕组连接于变频装置的三相交流输出端，即中点1、 4之间连接A相 绕组Wa，中点2、 5之间连接B相绕组Wb，中点3、 6之间连接C相绕组Wc。 工作时，逆变桥的六只晶闸管按照Tl-T2-T3-T4-T5-T6的顺序依次进行其循环 的触发导通，其触发频率设定在5 150HZ;触发频率不同，输出的三相交流电 的频率不同。本专利技术的工作原理是采用逆变半桥与电容桥路及异步电机绕组 组合的变流电路，形成了桥路电容器随逆变桥切换同时进行电容放电、又进行 电容充电的双重作用于电感绕组的工作特点，对转移或消除电感绕组的无功电 流及其无功损耗具有独特的较果。例如在Wa绕组的交替换流期间，Cl电容的 电压经由晶闸管Tl对Wa放电(直至电容C1达到负向电压)，同时经由Wa绕 组并由三相整流桥输出的直流电源对C4电容进行充电，使其由负的电压值向 正的电压值转变；在晶闸管T4触发导通时，电容C4上一般超过直流电压的正 向电压对Wa形成放电的通流回流(直至电容C4达到负向电压)，并对C1同时 进行从负向正的充电。在同一逆变桥的两只晶闸管与同一桥路两只电容器对绕 组Wa轮流进行单向脉波通流的过程中，电感性的绕组在通流初期的瞬间承受其峰值超过直流电源1 2倍的尖脉冲电压，因而使其电流快速上升而近于正弦 半波。在低频时，脉波电流之间的宽度增大，对应的定子气隙的磁通密度也在 此间隔范围内明显下降。为增加本专利技术所述的无回馈型异步电动机交流变频装置的适用范围，特别 是使该变频装置适用于专利申请号为2007101395855的"双绕组异步电动机" (其定子绕组见该申请的图1)的变频调速，在三相逆变桥的各桥路中反向串 联整流二极管D7、 D8、 D9，即整流二极管D7、 D8、 D9的阴极与所处桥路中 的一个晶闸管的阴极相连，整流二极管的阳极与所处桥路中另一晶闸管的阳极 相连，将整流二极管D7、 D8、 D9的阴极和阳极端分别引出作为三相交流输出 的端子。使用时，所述双绕组异步电动机的两个同相绕组(如Wal、 Wa2)的 首端分别与三相逆变桥对应桥路上的整流二极管的阴、阳极引出端子相连，两 个同相绕组(如Wal、 Wa2)的末端相连接并与主电容桥相应中点的引出端相 联。工作时，逆变桥的六只晶闸管按照Tl-T2-T3-T4-T5-T6的顺序依次进行其 循环的触发导通，其触发频率设定在5 150HZ;触发频率不同，输出的三相交 流电的频率不同。此时的工作原理是采用逆变半桥与电容桥及双绕组组合的 变流电路，形成了桥路电容器随逆变桥切换同时进行电容放电、又进行电容充 电的双重作用于电感绕组的工作特点，以及换流后期的感性绕组通过整流二极 管释放电感能量而转移于另一绕组的特点，对转移或消除电感绕组的无功电流 及其无功损耗具有独特的较果。例如在Wal与Wa2双绕组的交替换流期间， Cl电容上的的电压经由T1晶闸管对Wal放电(直至电容C1达到负向电压)， 同时经由Wal绕组并由直流电源对C4电容进行充电，使其由负的电压值向正 的电压值转变；在Wal的感应电势由正值转入负值时，便同时经由整流二极管 D7对Wa2绕组进行释放电流；在晶闸管T4触发导通时，电容C4上一般超过 直流电压的正向电压对Wa2形成放电的通流回流，并对电容C1同时进行从负向正的充电。在同一逆变桥的两只晶闸管与同一桥路两只电容器对双绕组轮流 进行单向脉波通流的过程中，电感性的绕组在通流初期的瞬间承受其峰值超过直流电源1 2倍的尖脉冲电压，因而使其电流快速上升而近于正弦半波。在低 频时，脉波电流之间的宽度增大，对应的定子气隙的磁通密度也在此间隔范围 内明显下降。异步电动机运行时会由于负载波动引起电动机电流与转速的变化。为了维 持电动机转速的稳定，本专利技术所述的无回馈型异步电动机交流变频装置，在三 相整流桥直流输出端之间还连接有三个分别由两只电力电容器Cll、 C41， C31、 C61， C51、 C21串联而成的副电容桥路，三个副电容桥路与三个主电容桥路的 对应桥路的中点之间分别连接有双向晶闸管T7、T8、T9，根据输出交流电流(即 异步电动机的负载电流)的变化调节双向晶闸管T7、 T8、 T9的触发相位角度。 负载变化引起异步电动机负载电流的变化，当负载电流上升至某一值时，以某 一触发相位角度触发双向晶闸管T7、 T8、 T9，例如，当以零度触发相位角触发 双向晶闸管T7、 T8、 T9时，相当于将副电容桥路上的全部电容对应地并联于 主电容桥路上的电容上；当以九十度触发相位角触发双向晶闸管T7、 T8、 T9 时，相当于将副电容桥路上的一半电容对应地并联于主电容桥路上的电容上。 异步电动机的负载电流(输出交流电流)越大，双向晶闸管T7、 T8、 T9的触 发相位角越小，这样就以移相触发控制方式将副电容桥路上的电容以容量可调 的方式对应地并联于主电容桥路的电容上。这样，通过调节双向晶闸管T7、 T8、 T9触发相位本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种无回馈型异步电动机交流变频装置，包括三相整流桥，连接于三相整流桥直流输出端之间的由六个晶闸管（Ｔ１－Ｔ６）构成的三相逆变桥，其特征为：在三相整流桥直流输出端之间连接有三个分别由两只电力电容器（Ｃ１、Ｃ４，Ｃ３、Ｃ６，Ｃ５、Ｃ２）串联而成的主电容桥路，三相逆变桥的三个中点（１、２、３）引出分别作为三相交流输出的各相一端，三个主电容桥路的三个中点（４、５、６）引出分别作为三相交流输出的各相另一端。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘建平，
申请(专利权)人：刘建平，
类型：发明
国别省市：14
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