[其他]節電型交流功率電子調速裝置

無效

• 申請號: 87200246
• 申請日: 1987-01-22
• 公開（公告）號: CN87200246U
• 公開（公告）日: 1987-10-14
• 發明（設計）人: 章大章;王茜華;陳仲瑜;王培仁;王定亞
• 申請（專利權）人: 上海起重運輸機械廠;上海揚子經濟技術開發公司;常熟揚子儀器儀表廠
• 主分類號: B66C13/22
• 分類號: B66C13/22
• 代理公司: 上海市機電工業管理局專利事務室
• 代理人: 徐靜

本實用新型屬于起重機的交流電氣調速裝置。

目前起重機及通用提升常用的幾種交流調速方式：轉子外接電阻、定子調壓調速、轉差離合器調速和渦流制動器調速，它們都屬于能耗調速，都因低速運轉時效率極低，而不適合長期低速工作；變極調速（包括雙電機差速箱式機械變極方案），控制簡單可靠、效率高，但調速范圍不大，而且只能有級調速；變頻調速則因線路復雜、成本高，元件多，可靠性差，低速控制功率因數也較低而不適用。

日本專利“昭53－114018感應電動機的速度控制裝置”屬定子單相調壓調速范圍，同樣屬能耗調速，調速性能差，也不適用。

在起重機起升機構及通用提升機中要求調速系統應滿足：帶負荷長期低速工作時（尤其是長期低速工作時）有較高節電性和電效率，較低的造價與高可靠性，低維修費用。

本實用新型的目的：在于設計一種交流調速裝置，其調速特性近似于直流他激電動機的特性、可靠性高、在調速的同時，可以大量節電，線路與結構簡單，造價低，不但應較全面地滿足起重機起升機構及通用提升機的無級調速要求，而且能很方便地在這些機械上改裝使用。

本實用新型的內容：對繞線式交流異步電動機來說，當定子電壓一定時，其磁通基本一定；當負荷力矩一定時，其轉子電流也基本一定；這樣，無論轉速如何變化，電動力矩基本決定于定子磁通及轉子電流，當負載一定時，轉矩是不變的。為了達到調速目的，可以在電機轉子回路內引入一個同轉子電勢同頻率的反相電勢E_F（如圖1a），由于抵消了一部分的轉子電勢E₂，因而轉子電流l₂減少，使加入E_F之后的電機電動力矩因l₂減小而降低，電動機便因電動力矩下降而減速。隨著電動機的減速，轉子電勢E₂便增加了（如圖1b），l₂也隨著電動機減速而增加，直到電動力矩同負載力矩相等，電動機便穩定的運轉于較低的新的轉速上。由此可見，我們只要改變這個附加的，同電動機轉子電流同頻率的反相電勢E_F，就可以交流繞線轉子異步機進行平滑調速。E_F越大時，電動機轉速越低，理論上說，E_F＝E₂₀，電機便停轉。這便是串激調速的原理。但實際上，交流異步機轉子在不同轉速下，其轉子轉差電勢E₂的頻率是不同的，要得到一個與它同頻而又反相的變頻率電勢，從技術角度來看十分麻煩。為此我們可以將轉差電勢先整流為直流電，（如圖2）然后再加一個直流反電勢去同它相減，這樣的調速方法從技術角度來看較易實現。可變的直流反電勢E_F可用不同的方法獲得：電氣串級調速方案中是用直流電動機的電樞反電勢作為E_F的，可控硅有原逆變串級調速系統則是利用可控硅三相有源逆變電路來獲得可變的E_F。后一種即是本實用新型的工作原理。（如圖3，其中SCR為三只可控硅，L是逆變電抗器，E_K即為可變的反電勢E_F）。就這樣一種三相零式有源逆變串級調速系統為例，可以從下面的公式看出其調速的物理過程：由三相零式有源逆變電路產生的逆變電勢E_F（即圖中的E_K）為：

E_K＝K·E_P·COSβ

上式中：K－逆變系數，本例為三相零式K＝1.17

E_P－三相電源相電壓，本例中為220V

β－可控硅觸發脈沖的逆變角，

β＝180°－α????α為控制角

電動機轉子轉差電勢E₂經全波整流后，得到反比于轉子轉速的直流電壓E_d為：

E d= E 23·2.34=1.35S ·E 20]]>

式中：S－交流繞線轉子電動機轉子轉差率

E₂₀－電動機轉子開路電壓。