[發(fā)明專利]六相無(wú)回饋型交流電機(jī)變頻器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310599106.3
• 申請(qǐng)日: 2013-11-25
• 公開（公告）號(hào): CN103684201A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉建平;劉耀
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 劉建平
• 主分類號(hào): H02P27/06
• 分類號(hào): H02P27/06;H02M5/45
• 代理公司: 太原晉科知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 鄭晉周

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電機(jī)及電氣傳動(dòng)技術(shù)，具體為一種六相無(wú)回饋型交流電機(jī)變頻器。

背景技術(shù)

現(xiàn)行的發(fā)電、輸電、變電及配電系統(tǒng)，是三相交流電路的基本模式，與之相應(yīng)的交流電動(dòng)機(jī)也只能是三相的定子繞組結(jié)構(gòu)。隨著交流變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，采用交—直—交的主電路及PMW已成為主導(dǎo)性的電機(jī)調(diào)速方法，而其中的逆變輸出是三相，或是六相，在技術(shù)上都較容易實(shí)現(xiàn)。交流電機(jī)的氣隙磁場(chǎng)是機(jī)電能量變換的關(guān)鍵所在，氣隙磁場(chǎng)決定于定子和轉(zhuǎn)子的合成磁動(dòng)勢(shì)，而合成磁勢(shì)又是由各相繞組的電流合成而產(chǎn)生的。鼠籠型轉(zhuǎn)子的繞組是多相的，若將定子繞組也做成多相，則可用其電勢(shì)相量接近于圓形或六邊形的特點(diǎn)提高電機(jī)的合成磁勢(shì)及功率，并能夠在其每節(jié)拍較小角度的電勢(shì)轉(zhuǎn)移中有效地降低需要回饋的電感電流。目前的逆變橋采用高頻調(diào)制的可關(guān)斷器件與其換流方式，都在電感電流不能突變的制約下必須借助反饋整流器進(jìn)行感性功率的回饋，由此使得逆變中交流電機(jī)的功率因數(shù)較低與變流效率降低。如果將異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組改制成六相繞組的閉合結(jié)構(gòu)，采用十二或二十四節(jié)拍進(jìn)行其“輪徊”或的換流切換，再用電容器對(duì)其繞組動(dòng)態(tài)地進(jìn)行充、放電，則可以在兩種電磁能量的內(nèi)部往復(fù)傳遞而實(shí)現(xiàn)無(wú)回饋逆變。中國(guó)專利98219580X的“雙回型交流變頻器”，采用兩組逆變橋與斬波器的電路結(jié)構(gòu)，并用斬波器對(duì)普通晶閘管進(jìn)行強(qiáng)制關(guān)斷而對(duì)三相交流電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的方式，具有雙路通流及無(wú)回饋的優(yōu)點(diǎn)，但其使用22只晶閘管形成的主電路較復(fù)雜，還有三相繞組不宜進(jìn)行能量的漸變控制的缺點(diǎn)。對(duì)于較大功率的異步電動(dòng)機(jī)，設(shè)法在交流變頻中動(dòng)態(tài)地進(jìn)行無(wú)功功率的補(bǔ)償，是進(jìn)一步提高其變流效率及節(jié)能效果的有益之舉。如果將一種“漸變”與“輪徊”的理念及方法引用于交流變頻中，使得磁場(chǎng)能量逐步轉(zhuǎn)移或傳遞于電容器中，對(duì)提高電機(jī)的節(jié)電水平將有較大的實(shí)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在將交流電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的電感能量逐步轉(zhuǎn)移而提高其變流效率與功率因數(shù)，并解決變頻裝置造價(jià)較高及無(wú)功損耗較大的問題，提供一種六相無(wú)回饋型交流電機(jī)變頻器。

本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

六相無(wú)回饋型交流電機(jī)變頻器，包括三相整流橋、直流調(diào)節(jié)器、斬波換流橋、逆變橋和六相電動(dòng)機(jī)，其特征在于：所述的六相電動(dòng)機(jī)是異步電動(dòng)機(jī)，定子繞組采用使其電勢(shì)相量為正六邊形的組合接線，六個(gè)繞組以依次轉(zhuǎn)移π/3電勢(shì)相角方式相聯(lián)成閉合回路而引出a₁、c₂、b₁、a₂、c₁、b₂六個(gè)接線端；逆變橋是用T₁₁—T₁₆六只普通晶閘管與T₂₁—T₂₆六只普通晶閘管分別聯(lián)接成其交流輸出端為a₁、b₁、c₁與a₂、b₂、c₂的兩組三相逆變橋，其直流正負(fù)兩端為U₁與U₂、U₃與U₄，并用24節(jié)拍及每節(jié)拍有2只或3只或4只晶閘管導(dǎo)通方式進(jìn)行切換控制；直流調(diào)節(jié)器是在六只整流管D₁—D₆構(gòu)成的三相整流橋的正端與C₀₁電容器之間聯(lián)接一只IGBT器件T₅，并經(jīng)由相聯(lián)點(diǎn)為U₀的兩只濾波電容器C₀₁與C₀₂構(gòu)成直流調(diào)壓電路；斬波換流器是在C₀₁與C₀₂兩端將整流管D₀₃、換流電感W₁、晶閘管T₁與T₂、換流電感W₂和整流管D₀₅進(jìn)行同向串聯(lián)，在U₀同T₁與T₂兩晶閘管相聯(lián)點(diǎn)之間聯(lián)接換流電容器C₀₃構(gòu)成第一組斬波換流橋，將整流管D₀₁、換流電感W₃、晶閘管T₃與T₄、換流電感W₄和整流管D₀₇進(jìn)行串聯(lián)（同向），在U₀同兩晶閘管T₃與T₄相聯(lián)點(diǎn)之間聯(lián)接C₀₄換流電容器構(gòu)成第二組斬波換流橋；并在U₁與D₀₁同W₃相聯(lián)點(diǎn)U₇、U₃與D₀₃同W₁相聯(lián)點(diǎn)U₅、D₀₅同W₂相聯(lián)點(diǎn)U₆與U₄、D₀₇同W₄相聯(lián)點(diǎn)U₈與U₂四對(duì)接線端之間分別順向聯(lián)接整流管D₀₂、D₀₄、D₀₈、D₀₆進(jìn)行電感電流的回饋及續(xù)流。