[发明专利]交流电动机变频调速方法及装置

权利要求书

1、交流电动机变频调速的方法，采用阶梯波来逼近正弦交流电波，并用改变一周内各阶梯相对宽度的方法(阶梯调宽式)来调节有用基波电压的大小，其特征在于：利用整流器和滤波器及变压器将三相交流市电整流成极性和大小不同的一组多级直流电压，使用三组晶体管开关(或其他开关)将上述多级直流电压按一定的顺序和周期分别与三相电动机的三相定子绕组接通，使三相电动机得到呈阶梯波形的三相交流电供电；用微处理器控制上述三组晶体管开关与各级电压接通的周期以改变对三相电动机供电的频率，并控制上述三组晶体管开关中各开关在一周内接通相应电压的相对时间，以改变对三相电动机供电的有效电压幅度(基波幅度)，使三相电动机所得有效电压的幅值与频率成正比变化，满足恒转矩调速的要求。

2、一种交流电动机变频调速装置，包括单片机（微处理器）、显示器、扩展接口、计数器、变压器、整流滤波器、过流保护器等构成，其特征在于：控制电路由电位器（1）连接模/数转换器（A/D）（2）构成频率给定输入器，进而连接微处理器（3）（8031单片机），微处理器（3）分别接通扩展接口（5），程序贮存器（4）及主电路中的过流保护器（17），扩展接口（5）分别连通显示器（6）、计数器（7）及开关模式贮存器（8），计数器（7）顺序连通开关模式贮存器（8）、驱动器（9）、光耦合器（10）、驱动级（11），其中驱动器（9）连通主电路中的过流保护器（17），驱动级（11）连通主电路中的开关（GTR）（18）;主电路中的闸刀（12）连通电源，其另一端通过保险（13）连通两路电路，一路直接连通整流滤波器（15）、过流保护器（17）、开关（GTR）（18）的两开关点，最后连通电动机（19）;另一路经变压器（TP）（14）后，连通整流滤波器（16）、过流保护器（17）、开关（GTR）（18）的三个开关点，最后连通电动机（19）;整流滤波器（15）是由二级管（D₁～D₆）和电容（C_A）、（C_D）构成的三相双半波整流并滤波电路，经整流后的电流经过流保护器（17）后连通开关（GTR）（18），其中由（D₁）、（D₃）、（D₅）和（C_D）整流的半波与开关（18）三组的（A₅）、（B₅）、（C₅）连通，由（D₂）、（D₄）、（D₆）和（C_A）整流的半波与开关（18）三组的（A₁）、（B₁）、（C₁）连通;整流滤波器（16）由二极管（D₇～D₁₂）和电容（C_B）、（C_C）构成，其一端与变压器（14）连接，另一端连通过流保护器（17）进而连接开关（18），其中（D₇）、（D₉）、（D₁₁）和（C_C）整流的半波经过流保护器（17）后与开关（18）三组开关中的（A₄）、（B₄）、（C₄）连通，由（D₈）、（D₁₀）、（D₁₂）和（C_B）整流的半波经过流保护器（17）后与开关（18）三组中的（A₂）、（B₂）、（C₂）连通，开关（18）三组中（A₃）、（B₃）、（C₃）与零压端连通;开关（18）分为A、B、C三组，每组分别为（A₁～A₅），（B₁～B₅）、（C₁～C₅），A组、B组、C组的各开关点分别连接成一路后对应连接电动机的三相输入端子，所产生的大小和极向不同的5级电压U₁、U₂…，分别与三组开关中的（A₁），（A₂）…，（B₁）、（B₂）…，（C₁）、（C₂）…一一对应连通，以此实现采用阶梯波逼近正弦交流电波波形，并用改变一周内各阶梯的相对宽度来调节有用基波电压的大小。