改进的连续变频变压的软启动器制造技术

本发明专利技术涉及电力电子控制设备，旨在提供一种用于电动机的改进的连续变频变压的软启动器。该软启动器包括包括机械开关Ｋ１，逆变器与全控型高频电子开关Ｇｄ１、Ｇｄ２组成的串联电路，该串联电路与电容Ｃ０并联接在三相二极管整流桥输出的两端；全控型高频电子开关Ｇｄ３与二极管ＤＥ串联组成的串联开关电路并接在逆变器输入两端；逆变器三对桥臂的中点分别引出导线并经Ｋ２连接至三相异步电机。本发明专利技术中的软启动器能连续变频变压，使电动机的启动力矩较大而启动电流不至于太大；可使成本较低而过载能力较强，能适用于高电压场合；只需采用少量全控高频器件就能兼有调压、故障时切断、和关断逆变器晶闸管三项功能，使全控高频器件工作于高频而晶闸管工作于低频。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电力电子控制设备，更具体地说，本专利技术涉及一种用于电动机的改进的连续变频变压的软启动器。
技术介绍
在目前的工业生产运行中，因为大电动机启动时电流太大，使电网难以承受，所以常需加一套软启动器。常用的软启动器实际上就是一套由晶闸管组成的降压器。随着电压的降低，虽然启动电流可以减小，但启动转矩也大大减小，对较重负载难以启动。最好是在降压的同时能降低频率，因为降低频率能使电动机的磁场增强，从而提高转矩。而从减少对电网冲击和提高电动机稳定性两者需求角度考虑，这种变频变压要求能够连续调节(或近于连续调节)。虽然利用晶闸管的不同接法会产生少数级不同的频率，但因为级数太少，常不能满足软启动的要求。因此有时只好采用昂贵的变频器或液力耦合器来代替启动器。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术中的不足，提供一种用于电动机的改进的连续变频变压的软启动器。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：提供一种改进的连续变频变压的软启动器，包括与三相电网电源相连的机械开关K1，该软启动器还包括由一个逆变器与两个全控型高频电子开关Gd1、Gd2组成的串联电路，Gd1、Gd2分别接在串联电路的上下两端，该串联电路与电容C0并联接在一个三相二极管整流桥输出的两端；所述机械开关K1连接于三相二极管整流桥输入端；所述逆变器由下述两个部分组成：(1)处于逆变器交流侧的六个晶闸管ThA、ThB、ThC、ThX、ThY、ThZ与六个二极管DA、DB、DC、DX、DY、DZ共同组成的3对桥臂；每个桥臂均包含一个晶闸管和一个反并二极管，其中：ThA的阴极和DA的阳极相连成为第一对桥臂中的上桥臂即A桥臂、ThX的阳极和DX的阴极相连成为第一对桥臂中的下桥臂即X桥臂、上下桥臂串联成为第一对桥臂即ThA-ThX对桥臂；ThB、DB、ThY、DY以同样方式组成第二对桥臂即ThB-ThY对桥臂，ThC、DC、ThZ、DZ以同样方式组成第三对桥臂即ThC-ThZ对桥臂；三个上桥臂的晶闸管ThA、ThB、ThC的阳极相互连接成为逆变器的正输入端，二极管DA、DB、DC的阴极连接至三相整流桥输出的正端；三个下桥臂的晶闸管ThX、ThY、ThZ的阴极相互连接成为逆变器的负输入端，二极管DX、DY、DZ的阳极连接至三相整流桥输出的负端；(2)处于逆变器直流侧的全控型高频电子开关Gd3与二极管DE串联组成的串联开关电路并接在逆变器的输入两端，即逆变器的正负端；逆变器三对桥臂的中点a、b、c分别引出导线并经机械开关K2连接至三相异步电机。作为一种改进，本专利技术还包括一个电容C1，电容C1与电容C0串联后并联接在三相二极管整流桥输出的两端；另外还包括一组由全控型高频电子开关Gd4和二极管DF串联组-->成的串联开关电路，该串联开关电路与全控型高频电子开关Gd3及二极管DE所组成的串联开关电路形成串联；所述电容C0电容C1的连接中点，与两组串联开关电路的连接中点相连。这样的设计可使整个逆变器在续流期间保持在零电位。作为一种改进，所述电容C0电容C1的连接中点，与两组串联开关电路的连接中点、及电动机的零线相连。这样可使电动机每相电压为180°的方波。作为一种改进，所述电容C0与电容C1大小相等。本专利技术同时提供了对上述电路稍加改进的连续变频变压的软启动器，它基本上如前述的电路一样，所不同的只是：DA、DB、DC三个二极管的阴极不是接到直流电源的正端，而是接到Gd3的集电极，同样DX、DY、DZ三个二极管的阳极不是接到直流电源的负端而是接到Gd4的发射极，同时由于现在Gd1、Gd2实际上是串联的，可以合成一只Gd1，参见图3。这电路可像图2一样地变成180°方波电压。该软启动器具体表述为：软启动器包括与三相电网电源相连的机械开关K1，由一个逆变器与一个全控型高频电子开关Gd1组成的串联电路，Gd1接在串联电路的上端或下端，该串联电路与电容C0并联接在一个三相二极管整流桥输出的两端；所述机械开关K1连接于三相二极管整流桥输入端；所述逆变器由下述两个部分组成：(1)处于逆变器交流侧的六个晶闸管ThA、ThB、ThC、ThX、ThY、ThZ和六个二极管DA、DB、DC、DX、DY、DZ共同组成的3对桥臂；每个桥臂均包含一个晶闸管和一个反并二极管，其中：ThA的阴极和DA的阳极相连成为第一对桥臂中的上桥臂即A桥臂、ThX的阳极和DX的阴极相连成为第一对桥臂中的下桥臂即X桥臂、上下桥臂串联成为第一对桥臂即ThA-ThX对桥臂；ThB、DB、ThY、DY以同样方式组成第二对桥臂即ThB-ThY对桥臂，ThC、DC、ThZ、DZ以同样方式组成第三对桥臂即ThC-ThZ对桥臂；三个上桥臂的晶闸管ThA、ThB、ThC的阳极相互连接成为逆变器的正输入端，三个下桥臂的晶闸管ThX、ThY、ThZ的阴极相互连接成为逆变器的负输入端；(2)处于逆变器直流侧的全控型高频电子开关Gd3、Gd4和二极管DE的串联电路并接在逆变器的输入两端，即逆变器的正负输入端；或者是，处于逆变器直流侧的全控型高频电子开关Gd3、Gd4串联在逆变器的输入两端，即逆变器的正负输入端，然后与二极管DE并接；全控型高频电子开关Gd5并接在二极管DE的两端，二极管DE的阴极与全控型高频电子开关Gd3的集电极、全控型高频电子开关Gd5的集电极相连，二极管DE的阳极与全控型高频电子开关Gd4的射极和全控型高频电子开关Gd5的射极相连；逆变器三对桥臂的中点a、b、c分别引出导线并经机械开关K2连接至三相异步电机。作为一种改进，在电流落后于电压小于60°的场合不使用Gd5。作为一种改进，所述软启动器独立安装于所述三相异步电机的机壳外部或内部。作为一种改进，所述全控型高频电子开关具有以下任意一种构成形式：A：是一个独立的高频电子开关；B：由多个芯片串联并封装在一个模块中成为一只高压开关；C：由多个高频电子开关串联成一个高压开关。作为一种改进，所述逆变器中除ThA-ThX、ThB-ThY、ThC-ThZ这三对桥臂之外，还包括一对或任意几对相同的桥臂，使之成为能够提供4、5、6、7…15、17等任意相方波供电的逆变器。-->与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术中的软启动器能连续变频变压，使电动机的启动力矩较大而启动电流不至于太大；由于采用二极管整流器和晶闸管逆变器可使成本较低而过载能力较强，而且能适用于高电压场合；只需采用少量全控高频器件就能兼有调压、故障时切断、和关断逆变器晶闸管三项功能，而且使全控高频器件工作于高频而晶闸管工作于低频。附图说明图1为连续变频变压软启动器原理电路图。图2为对第一种电路稍加改进的第二种连续变频变压软启动器原理电路图(180°电乐)。图3为对第一种电路稍加改进的第三种连续变频变压软启动器原理电路图(Gd1、Gd2合用一只)。图4为图3派生的第四种连续变频变压软启动器原理电路图。(将图3中的Gd3、Gd4串联在逆变器输入的正负两端，与图3的第三种连续变频变压软启动器原理完全一样，形式不同而已。)具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术进一步详细描述：具体实施例1中的用于电动机的连续变频变压的软启动器如图1所示。软启动器包括与三相电网电源相连的机械开关K1，还包括由一个逆变器与两个全控型本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改进的连续变频变压的软启动器，包括与三相电网电源相连的机械开关Ｋ１，其特征在于，该软启动器还包括由一个逆变器与两个全控型高频电子开关Ｇ↓［ｄ１］、Ｇ↓［ｄ２］组成的串联电路，Ｇ↓［ｄ１］、Ｇ↓［ｄ２］分别接在串联电路的上下两端，该串联电路与电容Ｃ↓［０］并联接在一个三相二极管整流桥输出的两端；所述机械开关Ｋ１连接于三相二极管整流桥输入端；所述逆变器由下述两个部分组成：（１）处于逆变器交流侧的六个晶闸管ＴｈＡ、ＴｈＢ、ＴｈＣ、ＴｈＸ、ＴｈＹ、ＴｈＺ与六个二极管Ｄ↓［Ａ］、Ｄ↓［Ｂ］、Ｄ↓［Ｃ］、Ｄ↓［Ｘ］、Ｄ↓［Ｙ］、Ｄ↓［Ｚ］共同组成的３对桥臂；每个桥臂均包含一个晶闸管和一个反并二极管，其中：ＴｈＡ的阴极和Ｄ↓［Ａ］的阳极相连成为第一对桥臂中的上桥臂即Ａ桥臂、ＴｈＸ的阳极和Ｄ↓［Ｘ］的阴极相连成为第一对桥臂中的下桥臂即Ｘ桥臂、上下桥臂串联成为第一对桥臂即ＴｈＡ－ＴｈＸ对桥臂；ＴｈＢ、Ｄ↓［Ｂ］、ＴｈＹ、Ｄ↓［Ｙ］以同样方式组成第二对桥臂即ＴｈＢ－ＴｈＹ对桥臂，ＴｈＣ、Ｄ↓［Ｃ］、ＴｈＺ、Ｄ↓［Ｚ］以同样方式组成第三对桥臂即ＴｈＣ－ＴｈＺ对桥臂；三个上桥臂的晶闸管ＴｈＡ、ＴｈＢ、ＴｈＣ的阳极相互连接成为逆变器的正输入端，二极管Ｄ↓［Ａ］、Ｄ↓［Ｂ］、Ｄ↓［Ｃ］的阴极连接至三相整流桥输出的正端；三个下桥臂的晶闸管ＴｈＸ、ＴｈＹ、ＴｈＺ的阴极相互连接成为逆变器的负输入端，二极管Ｄ↓［Ｘ］、Ｄ↓［Ｙ］、Ｄ↓［Ｚ］的阳极连接至三相整流桥输出的负端；（２）处于逆变器直流侧的全控型高频电子开关Ｇ↓［ｄ３］与二极管Ｄ↓［Ｅ］串联组成的串联开关电路并接在逆变器的输入两端，即逆变器的正负端；逆变器三对桥臂的中点ａ、ｂ、ｃ分别引出导线并经机械开关Ｋ２连接至三相异步电机。...

【技术特征摘要】
1.一种改进的连续变频变压的软启动器，包括与三相电网电源相连的机械开关K1，其特征在于，该软启动器还包括由一个逆变器与两个全控型高频电子开关Gd1、Gd2组成的串联电路，Gd1、Gd2分别接在串联电路的上下两端，该串联电路与电容C0并联接在一个三相二极管整流桥输出的两端；所述机械开关K1连接于三相二极管整流桥输入端；所述逆变器由下述两个部分组成：(1)处于逆变器交流侧的六个晶闸管ThA、ThB、ThC、ThX、ThY、ThZ与六个二极管DA、DB、DC、DX、DY、DZ共同组成的3对桥臂；每个桥臂均包含一个晶闸管和一个反并二极管，其中：ThA的阴极和DA的阳极相连成为第一对桥臂中的上桥臂即A桥臂、ThX的阳极和DX的阴极相连成为第一对桥臂中的下桥臂即X桥臂、上下桥臂串联成为第一对桥臂即ThA-ThX对桥臂；ThB、DB、ThY、DY以同样方式组成第二对桥臂即ThB-ThY对桥臂，ThC、DC、ThZ、DZ以同样方式组成第三对桥臂即ThC-ThZ对桥臂；三个上桥臂的晶闸管ThA、ThB、ThC的阳极相互连接成为逆变器的正输入端，二极管DA、DB、DC的阴极连接至三相整流桥输出的正端；三个下桥臂的晶闸管ThX、ThY、ThZ的阴极相互连接成为逆变器的负输入端，二极管DX、DY、DZ的阳极连接至三相整流桥输出的负端；(2)处于逆变器直流侧的全控型高频电子开关Gd3与二极管DE串联组成的串联开关电路并接在逆变器的输入两端，即逆变器的正负端；逆变器三对桥臂的中点a、b、c分别引出导线并经机械开关K2连接至三相异步电机。2.根据权利要求1所述的软启动器，其特征在于，还包括一个电容C1，电容C1与电容C0串联后并联接在三相二极管整流桥输出的两端；另外还包括一组由全控型高频电子开关Gd4和二极管DF串联组成的串联开关电路，该串联开关电路与全控型高频电子开关Gd3及二极管DE所组成的串联开关电路形成串联；所述电容C0电容C1的连接中点，与两组串联开关电路的连接中点相连。3.根据权利要求2所述的软启动器，其特征在于，所述电容C0电容C1的连接中点，与两组串联开关电路的连接中点、及电动机的零线相连。4.根据权利要求2所述的软启动器，其特征在于，所述电容C0与电容C1大小相等。5.一种连续变频变压的软启动器，包括与三相电网电源相连的机械开关K1，其特征在于，该软启动器还包括由一个逆变器与一个全控型高频电子开关Gd1组成的串联电路，Gd1接在串联...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪槱生，
申请(专利权)人：汪槱生，
类型：发明
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