三相交流电动机的变频调速系统技术方案

本发明专利技术涉及一种三相交流电动机变频调速系统。它是利用三相工频电源的相位差，用一种可变频的正弦波信号分别和三相工频信号进行调幅处理，从产生的调幅波中同时选出频率相同的正弦波信号。如图，（１）为低频信号发生器。它输出的正弦波信号与变压器Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３取出的三相工频信号，在调幅器（２），（３），（４）中分别进行调幅处理后，经选频器（５），（６），（７）选频，再送入放大器（８），（９）（１０）中功率放大后输出，作为三相交流电机（Ｍ）贩电源。只要改变信号发生器的频率，就可实现对电机的变频调速。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种三相交流电源的变频控制系统，用以实现三相交流电动机的变频调速。三相交流电动机的调速方法很多，主要是调压调速和变频调速，但调压调速机械特性软，调速范围小，低速时效率低等缺点，而变频调速具有机械特性硬，调速范围大，稳定可靠等优点。现有的变频调速系统有：（1）.变频发电机组交流变频调速。它由交流原动机，直流发动机，直流电动机，变频发电机等组成，结构复杂，用电机多，价格贵，体积大。（2）.晶闸管交-直-交变频调速。它由交流电动机，功率半导体，整流器，逆变桥及其控制装置，滤波器等组成，控制比较复杂，产生的电压波形亦非正弦波，跳变量大。（3）.晶闸管交-交直接变频调速。它由交流电动机的每相都接成正，反两组可控整流电路及其控制装置等组成。但需要功率半导体元件多，一般只能用在电源频率的1/3以下调节。以上各项技术在《电世界》1990年第九，十期上有反映。本专利技术的目的是为了克服上述现有技术的不足，提供一种新的变频调速系统，控制简便且输出的波形为近似正弦波，相位差稳定不变。本专利技术的目的是这样实现的：将工频交流信号与低频信号发生器产生的正弦波信号进行调幅处理，产生的调幅波中将具有新的频率信号。由数学分析知道：设调制信号为：U＝USin（Ωt+ε）被调制信号为：V＝VSin（ωt+ψ）-->V被U调幅后，其调幅信号为：W＝[V+Usin（Ωt+s）]sin（ωt+ψ）＝Vsin（ωt+ψ）+Usin（Ωt+s）sin（ωt+ψ）＝Vsin（ωt+ψ）-U/2cos[（Ω+ω）t+（s+ψ）]+（载频）  （上边频）U/2cos[（ω-Ω）t+（s-ψ）]（下边频）由上式可知，调幅波中含有三个频率成份，即原载频ω，上边频ω+Ω，下边频ω-Ω，见附图3，将调幅波送入选频器中就可以选出上边频或下边频。这就是需要的新的频率成份。如果三相工频同时与同一正弦波信号进行调幅处理，那么输出的调幅波中相同频率成分的相位差就与三相工频的相位差一样。因此，本专利技术是利用三相工频电源的相位差来保证变频后三相交流电的相位差的。为了减少载频信号对选频器选频性能的影响，可以将载频成分去掉，即成为平衡调幅波。最方便的办法就是采用乘法器实现平衡调幅。则平衡调幅波为：W′＝-U/2Cos[（Ω+ω）t+（s+ψ）]+U/2Cos[（ω-Ω）t+（ε-ψ）]本专利技术变频方式简单，用一个低频信号发生器产生的正弦波信号同时与三相工频信号进行调幅处理，调幅波送入三个选频器中，三个选频器都由文氏电桥组成，它们的频率选择一致且与信号发生器的频率选择是同步控制的，可以用同轴电位器实现。其阻值关系如下：设信号发生器变频电位器的阻值为R1，电容器为C1，则：f1＝1/2π R1C1工频f＝50HZ，设f＝1/2π RC设选频器选频电位器的阻值为R2，电容量为C2，则：f2＝1/2π R2C2-->∵f2＝f1±f∴1/2π R2C2＝1/2π RlC1±1/2π RC若C＝C1＝C2  则：1/R2＝1/R1±1/RR2＝R1R/（R1±R）选频器选出相同的频率信号后进行功率放大且输出功率可以进行调节，就能实现三相交流电动机的变频调速。附图1是本专利技术的结构框图。（1）为低频信号发生器，它输出的正弦波信号与变压器B1，B2，B3取出的三相工频信号，在调幅器（2），（3），（4）中分别进行调幅处理后，经选频器（5），（6），（7）选频，再送入放大器（8），（9），（10）中功率放大后输出，作为三相交流电机（M）的电源。附图2为本专利技术的一种实施线路原理图，只画出了一相变频电路，其余二相与它完全相同，没有绘出。图中低频信号发生器的输出端a，b供三相变频电路公用，由运算放大器组成的乘法器用来实现调幅处理，选频器选出上边频或下边频（图中选出上边频，与低频信号发生器的频率选择是同步控制的），功率放大器采用大功率管并联使用，RO可调节输出功率。附图3为调幅处理的波形示意图。（a）为调制波，（b）为载波，（e）为一般调幅波，它包含三个频率成分即载波（b），上边频（c），下边频（d）;（f）为平衡调幅波，它只包含两个频率成分即上边频（c），下边频（d）。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于三相交流电动机的变频调速系统，其特征在于利用三相工频电源的相位差，用一种可变频的正弦波信号分别和三相工频信号进行调幅处理，从产生的调幅波中同时选出频率相同的正弦波信号，功率放大后，作为三相交流电动机的电源。

【技术特征摘要】
1、一种用于三相交流电动机的变频调速系统，其特征在于利用三相工频电源的相位差，用一种可变频的正弦波信号分别和三相工频信号进行调幅处理，从产生的调幅波中同时选出频率相同的正弦波信号，功率放大后，作为三相交流电动机的电源。2、根据权利要求1，所述的调速系统，其特征是，变频后三相交流电的相位差是利用三相工频电源的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李世荣，
申请(专利权)人：李世荣，
类型：发明
国别省市：85[中国|重庆]