[发明专利]交流异步电动机分频调速方法

说明书

本发明涉及交流异步电动机变频调速的技术领域。

现有的交流异步电动机的交-交变频调速方法，通常沿用传统的“差频控制”的概念，在电源各个周波内，根据变频要求计算各晶闸管在不同电周期时应有的触发角α，使变频后的电压平均值包络线为较低（与电源相比）的频率，其最高频率低于电源频率的1/2。如果用差频控制的概念求取高于1/2以上的电源频率，则对于晶闸管必须强迫换流，或者采用其他可关断器件（如可关断晶闸管，大功率晶体管等）来换流。此外，也有在电动机高速时采用交流调压调速，低速时采用传统的“差频控制”交-交变频，参见日本专利特开昭52-26416。但无论设想采用强迫换流调速，还是交流调压调速，皆因电路结构复杂，调速可靠性差，或调速范围不够宽而不理想。

本发明的目的在于开创一种新的、自然换流的分频调速方法，可使交流异步电动机在低速、高速运转时，均能方便、经济而可靠地实现调速。

本发明所述的交流异步电动机的调速方法，是采用了周波变流器型电力变流装置，此装置为三组三相、各相均由相互反并联连接的晶闸管交流开关组成，至少由18支单向晶闸管（或至少由9支双向晶闸管）组成的多并、多串联支路。其连接方式是：每相至少由2支单向晶闸管（或至少由1支双向晶闸管）相互反并联组成1个分支路，每组由这样的三个分支路组成1个支路，三组共有9个分支路，按排列组合将电源端的A、B、C三相和电动机端的R、 S、T三相相互联接，由电源通过该9个分支路与交流异步电动机形成回路，本发明的特征在于将晶闸管按一定的序列导通或截止。使工频电源分时、分割地（不连续）自然换流，并向交流异步电动机供电，以使电动机定子的旋转磁场的平均旋转速度为工频时的某一分数倍，此分数值小于1，可为1/2、2/3、3/4、4/5、5/6、6/7、7/8、8/9、9/10、10/11、……及其他整数组成的分数倍，本发明也可对低速实现1/3、1/4、1/5及更低频率的调速。

本发明由于全部采用按一定序列的自然换流而实现分频调速，因此它比传统的周波变流的调速范围宽而稳定可靠，而比强制换流的差频控制调速使用元件少、结构简单、实施方便、经济性好。本发明构思巧妙、操作方便、价格便宜，可在全速范围内实现可靠调速，因此是交流异步电动机的又一种新的调速方法，它主要用于交流鼠笼型电动机、拖动风机和水泵的调速装置中，具有良好的调速性能和节能效果。本发明虽为不连续调节，但因其分数值可分得很细，所以完全能满足实际应用中调速的需要。

图1.三相异步电动机与18支单向晶闸管组成的分频调速的主回路电路图。

图2.为2/3分频时晶闸管导通序列及波形图。

图3.为3/4分频时晶闸管导通序列及波形图。

图4.为3/4分频时晶闸管的又一导通序列及波形图。

图5.3/4分频时晶闸管的触发角α改变后的波形图。

实施例：

图1所示为一个三相异步电动机（M），与18支单向晶闸管组成的分频调速主回路电路图，图中A、B、C为三相电源线，（1-1、1-2、1-3、…1-6;2-1、2-2……2-6;3-1、3-2……3-6）为18支单向晶闸管。（R）、（S）、（T）为电动机（M）定子的R、S、T端子。18支晶闸管的编码是前一数字为组别，后一数字为工频电源的导电顺序，导电顺序与传统的交流开关或三相桥式线路顺序相同（假定电源为正序）。图1中将A与R、B与S、C与T相连结并定义为Ⅰ组，A与S、B与T、C与R相连结并定义为Ⅱ组，A与T、B与R、C与S相连结并定义为Ⅲ组。