逆变器短路控制式串级调速装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术逆变器短路控制式串级调速装置属交流电机传动控制技术领域，该装置主电路与普通晶闸管串级调速装置相同，但用特殊的触发脉冲控制就可使原来是相位控制的三相全控桥逆变器变成工作在短路——逆变两种工作状态下的逆变器，该装置不但能平滑地调节绕线式异步电动机的转速而且装置的功率因数可提高到接近电动机本身的功率因数。（*该技术在1999年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本技术属于交流电机传动控制
它是一种逆变器工作在逆变和短路两种状态下的晶闸管串级调速装置，它可平滑地调节绕线式异步电动机的转速，装置的功率因数可接近异步电机本身的功率因数。现有的串级调速装置主要有两种，第一种是普通型串级调速装置，它是由接在转子侧的整流器将转差功率整流后变成直流电能，再通过相位控制的逆变器变成交流电能回送电网，调节逆变器的相位控制角就改变了逆变电势，因而能平滑地调节异步电动机的转速，但这种串调装置的功率因数低，一般小于0.5，现在使用的绝大部分是这种装置。第二种是PWM斩波式串调装置，如原北京钢铁学院研制的“GTO串调装置”就是这种，它是在第一种串调装置的整流器与逆变器之间增加一个斩波器，控制斩波器的占空比就可调节异步电机的转速，这种串调装置功率因数可接近电动机本身功率因数，该装置与普通串调装置相比结构复杂，维护麻烦，成本高。本技术的目的是：提供一种结构简单、实用、功率因数高的串级调速装置。本技术是这样实现的，它由整流器、电抗器、逆变器、逆变变压器及触发器组成。它不改变普通串调装置主电路的结构，对逆变器用特殊的脉冲控制就可使普通串调装置中的相位控制逆变器成为短路控制式的逆变器，调节逆变器短路控制角-->度就可改变逆变电势的大小，因此可平滑调节异步电动机转速，同时装置的功率因数可接近异步电动机本身的功率因数，以下结合附图对本技术的组成及其脉冲控制作进一步详细地说明。图1是本技术的电路原理图，它由整流器（Z）、电抗器（L）、逆变器（N）、逆变变压器（B）以及触发器（CFA、CFB）组成。图2是本技术的三相全控桥逆变器电路图，逆变器由晶闸管KP1－KP6组成，为实现逆变器短路控制，逆变器的共阳极组晶闸管的编号为4、6、2，共阴极组晶闸管编号为5、1、3，6只晶闸管的导通顺序为1－2－3－4－5－6。图3是逆变器晶闸管元件的脉冲控制图。图4是触发器接线图，触发器接入同步信号（uT1－uT6），触发器CF4、CF6、CF2由给定电压UK1控制，触发器CF5、CF1、CF3由给定电压UK2控制。参照图2及图3触发脉冲控制是这样实现的：在WT＝α0时输出脉冲Ug4、Ug3，逆变器工作在逆变状态，逆变电压为Uac。当WT＝α1时，输出脉冲Ug5、Ug4，由于此时Uac为正，因而KP5导通的同时给KP3加上反压，KP3关断。由于KP4与KP5同时导通因而将电机转子短接，当WT＝α2时发出脉冲Ug6、Ug5此时电压Uba为负，KP6导通的同时给KP4加上反压并使之截止，这样转差能量又通过KP5、KP6及逆变变压器回送电网，此时输出-->电压为Uba，同理当WT＝α3时发出脉冲Ug1、Ug6，当WT＝α4时发出脉冲Ug2、Ug1，当WT＝α5时发出脉冲Vg3、Vg2，这样逆变器就不断地工作在逆变——短路状态。Ug4、Ug6、Ug2脉冲的触发位置不变，Ug4定位在比Uac电压由负变正过零点提前δ角处，即WT＝δ0处，Ug6、Ug2脉冲分别定位在Uba及Ucb的由负变正过零点提前δ角处的α2及α4两点上，为使换流正常换流角δ≥20°。触发脉冲Ug5、Ug1、Ug3应能在各自的移相范围内，即Ug5应能在α2－α0′之间，Ug1应能在α4－α2′之间，Ug3在α6－α4′之间平滑移动。参照图3及图4，当触发器CF5、CF1、CF3的控制电压UK2＝0时调整触发器使触发脉冲Ug5、Ug1、Ug3分别在α2、α4、α6时发出，这时逆变器处于无短接状态，逆变电势最高，电机工作在最低转速。当UK2增加时Ug5、Ug1、Ug3脉冲同时前移，逆变器短路状态角度增加，平均逆变电压下降，因而转速增加。当UK2＝UK2m时Ug5、Ug1、Ug3分别在α0′、α2′、α4′时发出，逆变器在α2－α0′、α4－α2′及α6－α4′区间都工作在短路状态，逆变电压Uβ＝0，电机工作在串调状态下的最高转速，这样装置的功率因数就接近电动机本身的功率因数。调节UK2可平滑地改变Ug5、Ug1、Ug3脉冲的位置，使得逆变器短路角度随之变化，逆变电压的平均值也同样随之改变，这样就实现了连续平滑地调节异步电动机转速的目的。图3中换流角δ＝20°时，用于恒力矩负载情况下，逆变变压器的容量是普通串调装置的1.57倍；用于二次平方负载时逆-->变变压器的容量是普通串调装置的0.91倍，因此用于二次平方负载时装置成本与普通串调装置相比并没有增加，但功率因数有较大地提高，可不必使用功率因数补偿装置；与PWM斩波式串调装置相比结构简单、实用、成本低。本技术在实验室用漂阳电子设备厂生产的KZS－1直流调速装置改装而成，驱动的异步电动机型号JZR11－6，电机功率2.2KW，功率因数cosα＝0.75，在额定负载下，电机达到最高转速时普通串调装置的功率因数cosα＝0.48，同样条件下，逆变器短路控制式串调装置的功率因数cosα＝0.72，已接近异步电机本身的功率因数。本技术的整流器使用普通整流二极管，逆变器使用普通晶闸管，触发器使用产生双窄脉冲的锯齿波触发器，也可使用移相范围不小于180°的其它类型的双窄脉冲触发器。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种逆变器短路控制式串级调速装置由异步机转子侧整流器，直流回路电抗器、交流电源侧的三相全控桥逆变器、逆变变压器及触发器组成，本实用新型的特征是：用两组触发器分别控制三相全控桥逆变器共阳极组及共阴极组的晶闸管，用特殊的脉冲控制，相位控制的逆变器就成为工作在短路和逆变两种状态下的逆变器，改变逆变器短路角度就可以平滑地调节绕线式异步电动机的转速。

【技术特征摘要】
1、一种逆变器短路控制式串级调速装置由异步机转子侧整流器，直流回路电抗器、交流电源侧的三相全控桥逆变器、逆变变压器及触发器组成，本实用新型的特征是：用两组触发器分别控制三相全控桥逆变器共阳极组及共阴极组的晶闸管，用特殊的脉冲控制，相位控制的逆变器就成为工作在短路和逆变两种状态下的逆变器，改变逆变器短路角度就可以平滑地调节绕线式异步电动机的转速。2、根据权利要求1所述的串级调速装置，三相全控桥逆变器其特征在于：图2中共阳极组晶闸管的编号为4、6、2，共阴极组晶闸管的编号为5、1、3，逆变器晶闸管的导通顺序为1－2－3－4－5－6。3、根据权利要求1所述的串级调速装置两组触发器接线的特征是...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕绍中，
申请(专利权)人：本溪钢铁公司，
类型：实用新型
国别省市：21[中国|辽宁]