[发明专利]一种串联三相三重化跳相交交变频方法

权利要求书

1.一种串联三相三重化跳相交交变频方法，其特征在于：使用晶闸管为核心器件构成变频主电路，将工频输入电源以交交变频的形式直接变换为较高输出频率的输出电源，此处“较高输出频率”特指输出频率范围从二分之一的工频频率一直到工频频率；晶闸管构成变频器的主电路拓扑结构是，以两个三相整流桥结构反并联形成一个基本跳相交交变频电路，将三个基本跳相交交变频电路按传统三重化方法串联形成串联单相三重化跳相交交变频电路，由三组串联三重化交交变频电路以星形或三角形连接形成串联三相三重化跳相交交变频电路，所述两个三相整流桥结构分别称为正组和负组；输出频率变化是通过不断变换每一相中各重的输出端与该重电路的不同输入相之间的连接关系实现的，且每次变换连接关系时同时触发该重电路中反并联的一对晶闸管，包括正组和负组中各一只；

每次触发会使得输出电压从一个输入线电压变为其后的一个线电压，带来π/3的相位延迟，在一个输出电压周期中，电压跳跃的次数越多，则其周期越长，相应地输出频率越低；

假设在输出电压的一个周期中，发生了跳跃的次数为M，则因为跳跃而减少的相位

而该电压最终走完了一个完整周期，即相位增加了2π，故在该输出电压的一个周期中，按以50Hz工频的速度增长的总相位为

故该输出电压的周期

则，该输出电压的频率

f＝1/T＝1000/(10M/3+20)(Hz) (4)

M越大则频率越低，M取正整数或取正的实数；

而且，各重电路均使用同样的M值，输出同样的频率。

2.根据权利要求1所述的串联三相三重化跳相交交变频方法，其特征在于：输出频率f＝50×(n-1)/n，其中n为完成一次大循环所需的工频周期数目，其中每次跳变带来π/3的相位延迟，6次跳变总共延迟2π，即为一个大循环，可计算得到n＝50/(50-f)，并计算出每2次跳变之间的时间间隔为Δt＝n×20/6(ms)，利用此时间间隔控制触发各个晶闸管，从而实现跳相交交变频。

3.根据权利要求1～2任一项所述的串联三相三重化跳相交交变频方法，其特征在于：在任何时刻，每一相中的各重电路的输出电压为该重电路输入线电压中的某一个，在工作过程中，该输出电压在各个输入线电压中不断跳变，其相位发生变化但大小保持不变；而整个交交变频电路的总输出电压大小受各重电路输出电压之间的相位关系影响，在系统工作过程中，根据矢量的叠加原理可对各重输出电压的相位根据需要进行选择，使各个输出电压的矢量和，即总输出电压的大小符合需要。

4.根据权利要求3所述的串联三相三重化跳相交交变频方法，其特征在于：为适应三相电机类负载的运行特性，将三组三重化跳相交交变频电路通过三角形或星形连接形成三相三重化跳相交交变频电路，使得每三重输出为一相，连接后输出为相位互差120°的三相交流电源，供三相电机类负载正常使用。