[发明专利]差步式晶闸管逆变器的串调装置

说明书

本发明属于串调装置，尤其是差步式晶闸管逆变器的串调装置，适用于交流电机调速的场合。

在本发明作出之前，传统的HC系列串调装置由交流电机、整流桥、平波电抗器、逆变器及逆变变压器所组成，也有不用逆变变压器而采用进线电抗器的串调装置，由于逆变器采用滞后相控，因此功率因数很低，一般在0.2～0.5;近年来也出现采用三次谐波换流及串二极管隔离的LC强迫换流的超前相控结构的逆变器，该类串调装置的功率因数得以提高，但由于控制复杂，致使结构复杂，而且容易产生较大的电压电流冲击，调速范围也不宽。

本发明的任务是克服现有技术的缺点，提供一种结构简单、电压和电流冲击小、功率因数大，调速范围宽的差步式晶闸管逆变器的串调装置。

下面结合附图对本发明加以说明。

图1为差步式晶闸管逆变器的串调装置结构示意图。

图2为该串调装置的电路原理图。

图3为该串调装置的电路原理图。

图4为逆变器4的相量圆图。

如图1所示，本发明的串调装置有5个基本组成部分，分别说明如下：

交流电机1为线绕式三相异步电动机，整流桥2为三相整流桥，如图2、3所示，它由6个硅二极管Z₁、Z₂、Z₃、Z₄、Z₅、Z₆所构成，平波电抗器3为带铁心电抗器，逆变器4采用差步式晶闸管逆变器，为三相桥式结构，如图2、3所示，它由两个半桥组成，其中半桥共阴极组（或共阳极组）由KP₁、KP₃、KP₅三个可控硅（普通可控硅或快速可控硅均可）、D₁、D₃、D₅三个反馈硅二极管、D₁′、D₃′、D₅′三个隔离二极管、三个强迫换流电抗器L′和三个强迫换流电容C′所组成的串联二极管隔离带反馈二极管超前相控的LC强迫换流结构，另半桥共阳极组（或共阴极组）由KP₂、KP₄、KP₆三个可控硅（普通可控硅或快速可控硅均可）所组成的滞后相控的普通自然换流结构，进线电抗器5由套于进线铜排外的铁氧体磁芯套环所组成。

如图2、图3所示，其中：

1C为交流电机1定子电源接触器触点。

2C为逆变侧直流供电接触器触点。

3C为逆变器4电源接触器触点。

4C为交流电机1转子全速运行短路接触器触点。

L_P为平波电抗器（3）。

L_T为电源进线电抗器5。

Z₁、Z₂、Z₃、Z₄、Z₅、Z₆为硅二极管。

KP₁、KP₂、KP₃、KP₄、KP₅、KP₆为可控硅（普通可控硅或快速可控硅均可）。

D₁、D₃、D₅为反馈硅二极管。

D₁′、D₃′、D₅′为隔离硅二极管。

L′为强迫换流电抗器。C′为强迫换流电容。

M为交流电机1。

如图4所示，其中横标为实轴R_e，纵标为虚轴I_m，U₂为滞后相控半桥输出电压相量，β₂为滞后相控半桥的逆变角，U₁为超前相控半桥输出电压相量，β₁为超前相控半桥的逆变角。

本发明的串调装置工作原理为：

交流电机1转子电路三线引出后，按常规进入三相整流桥2桥式整流电路，将交流电机1转子上交流的转差电流变为直流，经直流平波电抗器3逆到逆变器4，逆变器4采用差步式晶闸管逆变器，通过该逆变器4变换为50赫兹与电网同步的交流电流，馈送到供电源上，达到调速、节能的目的。进线电抗器5是为减少电网波形畸变而设置的。