[实用新型]全频率交交变频器

说明书

技术领域

本实用新型涉及电动机用变频器。

背景技术

自20世纪80年代以来，交流调速技术及其应用发展很快，交流电动机比直流电动机结构简单、价格低廉、维护方便。交流调速系统在风机、水泵等节能调速；轧钢机、机床、电力机车等高动态性能调速；石化、纺织、轻工机械等的同步调速；高速磨头，离心机等极高转速调速；矿井卷扬机、厚板轧机等特大容量调速。诸方面已经获得越来越广泛的应用。

目前生产的变频器基本上是交直交电压型变频器，此类变频器价格比较贵，另外技术上存在二大问题，一是存在中间整流滤波环节，故效率比较低，二是当电动机处于发电状态能量返回电网困难，通常是接通电阻回路把能量消耗掉，这样一方面增大设备的体积，另一方面能量未得到利用，是极大的浪费，为了使能量能得到利用，可增加有源逆变电路，但这又增加成本和电路的复杂性。

目前交交变频器其工作原理是将三相工频电源经过几组相控开关控制直接产生所需要变压变频电源，其优点是效率高，能量可以方便返回电网，其最大的缺点输出的最高频率必须小于输入电源频率1/3或1/2，否则输出波形太差，电机产生抖动，不能工作。故交交变频器至今局限低转速调速场合，因而大大限制了它的使用范围。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种结构简单、性能可靠的全频率交交变频器。

本实用新型的目的由以下技术方案实现，

本实用新型全频率交交变频器由变频控制器和主电路两部分组成。主电路由全控绝缘门极型双极型晶体管IGBT元件、接触器、快速熔断器、电流互感器、电流电压表、热继电器、滤波电抗器等元件组成。

变频控制器输出信号VGS1...VGS9的接头与主电路双向全控1#...9#元件GS1...GS9的接头相联、过流检测LH1，LH2与主电路互感器LH1，LH2相联、J2过流常闭接点与主电路控制电路J2相联、三相A、B、C电源与主电路接触器C相联。每组全控元件并联1只压敏电阻YR，用作对元件过电压保护。全控元件采用强迫风冷。

本实用新型还可设有制动停机控制器。

本实用新型使用时，当按下起动按钮QA，接触器C吸合，全控元件输入端及变频控制器得电。设定频率和升速时间，按下工作按钮，变频控制器开始工作，输出控制信号VGS对双向全控1#...9#元件进行实时适当控制，在负载端可得到频率和电压均可调控的三相互差120的交流电压，电机按设定速率起动，当升到设定频率停止升速。若要改变转速，只要改变设定频率即可。全频率交交变频器输出频率上限可达电源频率以上，若电源频率为50HZ，则输出频率可超过50HZ。

当主电路发生过流，通过LH1、LH2检测，使变频控制器立即无控制控制VGS信号输出，双向全控元件停止工作，同时J2常闭接点断开，C失电跳闸，使双向全控元件及电机得到保护。

变频控制器设置了升或降速防跳闸保护功能，当升(降)速太快，出现过流会立即停止升(降)速，待电流下降到允许值又开始升(降)速。

变频控制器还设置低速电压自动提升功能，根据负载电流大小自动提升电压以补偿定子磁阻压降影响，维持电机绕组磁通基本不变，实现额定转速以下恒转矩调速。

本实用新型采用新的变频原理，将三相工频电源经过几对全控电子开关的切换和相应的控制电路可以使输出频率提高到输入电源频率以上，以实现额定转速以下恒转矩调速，额定转速以上恒功率调速，这样使交交变频器获得与交直交变频器同样的使用范围，其方法结构简单，体积小，与目前的变频器比较具有较大的优势。

本实用新型采用18只全控开关元件进行实时适当控制，使目前的交交变频器输出频率上限由1/3-1/2电源频率提高到电源频率以上，从而极大的扩展其使用范围，实现全频率变频调速。本实用新型只用一级变换就直接变频变压，无中间直流环节，不仅能量转换效率高，而且省去了中间直流环节所需的无功元件。交直交变频输出变换二次，而且存在无功元件，转换效率低。

本实用新型能使功率在电源和负载之间向任一方向输送，实现交流电动机的四象限运行，而交直交变频器，交流电动机制动时能量就难于返回交流电网，难于四象限运行。

本实用新型与各类变频器相比，开关频率比较低，因而开关损耗比较小，温升低，有利于主电路元件安全可靠工作。有望在较短的时间内，广泛用于交流传动中，在节约能源、降低消耗、提高生产劳动效率等方面发挥重要作用。

附图说明

附图1为本实用新型电路示意图

具体实施例