三相整流桥组成的低-中-高压双馈倒置旋转变频器是由多个直流侧“短接”的晶闸管三相全波全控整流桥——“连通桥”组成的一种交～交直接变频器，它从绕线型双馈电机转子侧转移到定子侧、并以“等速连续移动旋转”方式馈入定子三相绕组，在电机气隙中形成“工频电源”和“旋转电源”共同产生的合成旋转磁场，使一般交流电机实现可控“异步化”同步运行，只要完成“连通桥”交流电源线、正负极连线，二“连通桥”正负极顺极性连线、同极性连线和交叉异极性连线的连接，就可借助互锁交叉触发软件构成移相串-并联多重化“无环流反并联桥”，使鼠笼型电动机、高压同步电动机和“削峰填谷”电动/发电M/G机组实现超-低同步调速及可逆传动。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及到一种能使普通三相鼠笼型交流电动机和直流励磁同步电动机/发电机实现变频调速的“移相旋转(供电)变频器”，它适用于低压(220-380-660-1200V)、中压(3-6-10KV)和高压(· > 10-150KV)农田“排-灌”泵站、城市供-排水泵站、热电厂钴炉配套风机-水泵进行以额定转速(或同步转速)为“基速”的超/低同步无级调速、高水头水力发电机进行“变速恒频”发电，更适用于跨世纪工程——蓄能水电站电动-发电机组(Μ/G)进行电力网削峰填谷频繁“软起-软停-反转” 控制。
技术介绍
近10-20年来，世界上有些工业发达国家利用电力电子技术与数控技术研制成一种转子交流励磁有刷“双馈电机”(如图Ia所示)，这种电机定子侧接恒压恒频(CVCF)工频电源，转子侧接频率为f2的交流励磁变压变频(VVVF)电源。它有三个可调量改变转子励磁电流幅值可调节电机功率因素、改变转子励磁电流相位可调节电机有功及无功，改变转子励磁电源频率可调节电机转速。1997年中国电力出版社出版、(俄)夏卡梁编著、徐绳均等译《异步化同步电机》一书说交流励磁双馈电机实际上是一台绕线型转子异步电机，电网换向交 交直接变频器是最理想的交流励磁电源。在定子工频电源为正相序(A-B-C)情况下上述双馈电机通过“滑环-碳刷”向转子绕组馈入频率为f2的交流励磁电流时，电机转速会出现下列三种情况笫一,转子通入正相序励磁电流(ia — ib — ic)时,励磁电流产生的旋转磁场方向与转子旋转方向相同，转子磁场转速等于转子转速η加上转子励磁磁场转速η2、即η+η2,根椐电机稳定运行原理可知定/转子磁场应保持相对静止(或定/转子电流在电机气隙中产生的磁场应没有相对运动)，设Ii1为定子工频同步旋转磁场转速，则下列等式应当成立n+n2 = Ii1，即 _η = Ii1-Ii2电机转速为定/转子旋转磁场转速之差。转速可用电角度/秒或转数/分钟表示，即Ii1 = 2兀fp n2 = 2兀f2,故电机转速为ω = 2 兀或 n = 60/P(f「f2)............ (I)从(I)式可知，电机转速是两电源频率差的函数。改变f2可调节转速当励磁电源频率f2 < fl = 50HZ时，电机转速低于同步转速Ntl (或额定转速Ne)，调速范囲为O < η< Ntl，这一区间的调速简称“低同步调速”。在低同步调速区，当励磁电源频率f2 > fl时，转速为值、说明电机可以反转。第二、转子通入反相序励磁电流(ia — ic — ib)时,励磁电流产生的旋转磁场方向与转子旋转方向相反，转子磁场转速等于转子转速η减去转子励磁磁场转速η2、即η-η2,同理n_n2 = Ii1、即 n = Ii^n2,故电机转速为ω = 2 兀(I^f2)或 n = 60/P (f!+f2)............... (2)从(2)式可知，这时电机转速是两电源频率和的函数。改变f2也可调节转速，但电机转速高于同步转速Ntl (或额定转速Ne)，调速范 囲为Ntl < η < 2Ν0,这一区间的调速简称“超同步调速”。第三，通入频率为零的交流励磁电流(f2 = O)、即直流励磁电流，电机处于“准同步”运行状态，就像常规直流励磁的同步电动机/发电机工作在固定的“同步”转速一样。电机转速为ω = 2 兀 f i 或 η = ΘΟ ^/Ρ............... (3)转子交流励磁双馈电机可工作在超/低同步调速“电动”或“发电”状态;转子励磁电源只处理转差功率，具有常规低同步串级调速转子电源容量与调速范围成正比的优点，因励磁电源可输入正/逆相序功率、取15%电机容量的励磁电源就可以获得±30% NO(或Ne)的调速范围。这个调速区能满足大多数泵类负载的要求。交流励磁双馈电机的出现开创了电机转子变频调速的新时代，人们将它称为“转子变频调速”电机。“双馈转子变频调速”现已成为并网型风力“变速恒频”发电、抽水蓄能电动/发电(Μ/G)机组实现“削峰填谷”和高水头大型水力发电机组进行“变速恒频”发电的主流机型。交流励磁双馈电机是将电力半导体变频器与传统电机电磁工作原理相互结合的成功典范，是本专利技术经典传承的核心内容。申请号为200810129077. 3《三相整流桥组成的中低压和高压电机软启动器》专利技术专利提出采用“连通桥”、即直流侧正负极“短路”接通的三相全波全控整流桥作交流调压功率单元的创新构思，解决了大电机软启动电源“高压化”、“大容量化”和网侧电流波形“正弦化”问题。本专利技术进一步将“连通桥”的应用扩大延伸到交 交变频，即采用“连通桥”作反并联桥、并通过“移相串联联结”组成多重化电路，使高压大容量交-交变频器结构和接线大为简化，可靠性明显提高，成本大大降低。
技术实现思路
技术介绍
中的转子交流励磁有刷双馈调速电机用于大容量泵和压缩机传动是成功的，可以获得高的运行效率、特色鲜明、性能优良，但它具有碳刷和滑环、使电机运行可靠性降低，更大的缺点是它只适用于绕线型转子结构电机。众所周知，交流拖动系统80%以上是鼠笼型电动机和同步电动机，这些电动机都不能直接应用双馈调速技术、这不能不说是一个很大的遗憾。从原理上说，交流感应电机的定子和转子是可以互换的，而且励磁电流可以从定子侧取得，例如鼠笼型异步电动机所需的交流励磁电流就是从定子侧输入的、且通过矢量变换可对其励磁分量进行独立控制。为了使普通交流电机能获得
技术介绍
(I)、(2)式所表达的在电机磁路中建立“工频旋转磁场、转差旋转磁场及合成旋转磁场”的调速性能，可将转子侧励磁变频电源转移到电机定子侧(见图Ia —图Ib+图Ic)。考虑到转移前的励磁电源是随转子以转差频率(f2)在“旋转”的，为了实现“等效”转移，转子励磁电源应转移到“旋转的”电机定子绕组。而实际上交流电机的定子是固定不动的，但根据物体相对运动的规律如果定子三相电源能沿定子作定速“移相”运动，则相当于定子作“旋转”运动。所谓“移相”是指三相工频电源按相电压或线电压沿定子绕组向顺时针方向作正相序(相电压为A-B-C、线电压为AB-AC-BC-BA-CA-CB)移动或向反时针方向作逆相序(相电压为A-C-B、线电压为AC-AB-CB-CA-BA-BC)移动。交-交变频器直接将工频电源变换成低周波电源，其工作机理实际上是一种“搬运”工频电压脉波的连续“移相”，所以电机定子三相电源的定速“移相”控制可采用交-交变频工作模式。为此，应采用变频器2代替变频器1，使从变频器2输出的三相工频电源(f\)以电机转差频率f2作等速“移相”(同时应将转子三相绕组短接使绕线电动机演变成鼠笼型电动机)。根据电机稳定运行“定-转子磁场应保持相对静止”原理，对每对磁极而言、可推导出电机合成旋转磁场的频率为f =...............(4)顺时针方向移相旋转时(即图Ib所示)，(4)式符号取负、正相序移相电压的合成旋转磁场频率减小(f = frf2);反时针方向移相旋转时(即图Ic所示)，⑷式符号取正，逆相序移相电压的合成旋转磁场频率增加(f = f!+f2);当工频电源处于常态(即不转动时)，移相旋转频率为零(f2 = O)，合成旋转磁场的频率为工频(f 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种主要由三相380/220V工频电网(A?B?C?O)、低压旁路开关(km)、“连通桥”功率单元(ZL)、三相零式余弦交迭调制电路、三脉波旋转供电触发板(CF)、零电流检测与极性识别器(CT)、转向控制开关(S)、转速分档同步切换开关(K)和交流电动机定/转子绕组及磁路組成的《零式移相旋转变频器及其调速系统》，其特征在于：变频器由三个功率单元(ZL)组成、功率单元是由共阴极整流联结(P)和共阳极整流联结(N)构成的晶闸管三相全波全控整流桥，选用功率集成智能控制三相整流模块组装，直流侧正负极“短路”连通，连通线分别与电机定子三相绕组(a、b、c)连接、绕组星点0’与电源中点0连接，交流侧接工频电源，组成由三组三相工频电源、经3×3＝9个晶闸管双向开关分别向电机三相定子各单相绕组供电的拓扑结构，控制部份具有一套三相零式余弦交迭调制电路、三块“三脉波”旋转供电触发板(CF1?3)、三套转速分档同步切换开关(K)、一个“正?负”相序转向控制开关(S)、和一台连接在A?a、B?b、C?c之间的常开分路开关(KM)，从三相零式余弦交迭调制电路输出的a?b?c相P/N组三对正弦调制单脉冲分别从三块触发板输入，经正/负向单脉冲通道(+1/?1)、零电流检测逻辑(LK)和开关(K)至三个功率单元P/N组晶闸管，使P/N组直流侧输出3脉波正弦形正/逆相序移相电压，按三相相互滞后一个脉波输入电机定子绕组，当开关(K)向“上”时P/N组输出正相序移相电压、电机转速低于额定速、a?b?c三相晶闸管轮换导通的次序是：p组为1→3→5→1、3→5→1→3/、5→1→3→5，N组为4→6→2→4、6→2→4→6、2→4→6→2，当开关(K)向“下”时P/N组输出逆相序移相电压、电机转速高于额定速、a?b?c三相晶闸管轮换导通的次序是：p组为1→5→3→1、5→3→1→5、3→1→5→3，N组为4→2→6→4、2→6→4→2、6→4→2→6，当开关(K)置“中”时电机转速等于额定速。...
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘群，
申请(专利权)人：刘群，
类型：发明
国别省市：
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