專利名稱：貫通式逆變器型內反饋調速電動機的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于交流調速電動機技術領域，是一種轉速在低于同步速度范圍內能夠平滑調節的特種異步電動機。本實用新型最適合高壓大、中型風機、水泵的調速節能之用，亦適用于其它恒轉矩生產機械的無級調速拖動。
內反饋調速電動機，是應用轉差功率內反饋原理實現的高效率變轉差率調速技術，首見于遼寧省阜新礦務局設計處申報的發明專利，名稱為《逆變型無整流子三相換向器電動機》專利申請號為85104845，北京長城機電技術開發公司的《內反可控硅串級調速》與85104845文件提供的技術完全相同，國外尚無先例。
內反饋調速電動機的特點是，通過在調速電動機的定子上增設一個調節繞組，一方面經電力電子交流裝置向轉子繞組提供一個附加電勢；另一方面吸收轉子產生的轉差功率使調節繞組的有功功率為負，且隨轉差功率變化由此調節繞組的附加電勢串聯接入轉子回路而實現單機調速。它與串級調速相比，沒有逆變變壓器，使調速系統的結構大為簡化，成本降低。
但是，這種內反饋調速電動機所采用的電子換向器中的逆變器為一普通晶閘管串級調速裝置，并采取對稱滯后相位控制方式，逆變器的功率因數低，特別當電機轉速接近額定值時，逆變角為90°，調節繞組的電流為感性無功電流，且幅值最大，此感性電流一方面給電動機本體造成去磁，使主繞組激磁電流增大，另一方面使調節繞組自身損耗增加，既降低了電動機的功率因素，又增加了電機的損耗，為了使主繞組和調節繞組的溫升不至過高，往往需要加大導線的截面，致使電動機的成本增大。
此外由于現有技術中調節繞組與主繞組采取相同的Y形接線方式，調節繞組中的諧波電流經電磁感應全部反映給主繞組，故存在對電源諧波污染較大的問題。
本實用新型的目的在于提供一種結構簡單、成本低廉的高功率因數、低諧波的內反饋調速電動機。
本實用新型的目的是這樣實現的將原來普通型逆變器改為貫通式逆變器，其主回路結構與普通三相橋式逆變器相同，而在控制方式上采用非對稱觸發相位控制，當控制角改變時，出現同一橋臂的兩只晶閘管在一段時間內同時導通的現象，而導致了直流側的暫時短路，從而使流過調節繞組電流值減小，與此同時電動機的功率因素就增加，諧波影響得以改善。調節繞組的導線截面就毋須加大，所以電動機的成本也就降低。
下面以附圖和實施例來進一步敘述
圖1為本調速電動機的結構示意圖。
圖2為本調速電動機的電動機本體內三繞組接線示意圖。
由圖1、2可知，本貫通式逆變器型內反饋調速電動機由包含定子、轉子、調節繞組的電動機本體1、電子換向器由電子整流器2、逆變器3、平波電抗器4及逆變器的控制裝置5所組成，轉子繞組與電子整流器2相聯，調節繞組與逆變器3主回路相聯，電子整流器2通過平波電抗器4與逆變器3相聯，其特征在于所述的逆變器3為一貫通式逆變器，其主回路與普通三相橋式逆變器相同，其控制回路采取非對稱觸發相位控制。
在實施中將三相橋式逆變器中的一組晶閘管(共陽極組或共陰極組)的觸發脈沖固定在最小逆變角βmin處不變，另外一組晶閘管的觸發脈沖在βmin＜α＜180°－βmin的移相范圍內連續可調，這樣，當控制角α向αmin方向移動后，出現同一橋式臂的兩只晶閘管在一段時間內同時導通的現象，導致了直流側的暫時短路，使流過調節繞組的電流值減小，調節繞組的額定電流Ie原為與轉子繞組額定電流Ie相接近，而現采用本技術可減小為轉子繞組額定電流Ie的60％，且最大無功功率也減小到原來的58％。
另外，為了改善調節繞組諧波電流對主繞組的影響，將調節繞組與主繞組的接法不同，即當主繞組為Y接時，調節繞組采用△接；當主繞組為△接時，調節繞組為Y接。由于調節繞組接有非線性有源逆變器，其相電流波形為矩形波，這樣畸變電流通過調節繞組時，在電動機內產生空間諧波和時間諧波，其中空間諧波通過調節繞組線圈的分布、短矩作用得到抑制，而時間諧波則通過互感作用反映給主繞組和電源。當調節繞組與主繞組接法相同時，調節繞組反映給主繞組的電流波形和調節繞組相電流是一樣的，其畸變系數μ＝0.827，而當調節繞組和主繞組的接法不同時，由于兩繞組繞電流具有30°相位差，調節繞組的相電流合成到主繞組線電流時，由矩形波變為階梯波，諧波含量減小，畸變系數μ＝0.955，從而使其對電流的諧波污染大大減小。
綜上所述，本調速電動機比現有的技術又大大地改善了，它結構簡單體積小，成本低，功率因數高，諧波污染小。本電機與逆變型無整子三相換向器電動機相比，其調節繞組的用銅量可減少40％，諧波影響減小54％，制造成本可降低20％，具有很好的經濟價值。
權利要求1.一種貫通式逆變器型內反饋調速電動機，由定子、轉子、調節繞組的電動機本體1、電子換向器由電子整流器2、逆變器3、平波電抗器4及逆變器的控制裝置5所組成，轉子繞組與電子整流器2相聯，調節繞組與逆變器3主回路相聯，電子整流器2通過平波電抗器4與逆變器3相聯，其特征在于所述的逆變器3為一貫通式逆變器，其主回路與普通三相橋式逆變器相同，其控制回路采取非對稱觸發相位控制。
2.按權利要求1所述的貫通式逆變器型內反饋調速電動機，其特征在于所述的貫通式逆變器3的控制回路的非對稱觸發相位控制為一一組晶閘管的觸發脈沖固定在最小逆變角βmin處，另一組晶閘管的觸發脈沖在βmin＜α＜180°－βmin的移相范圍內連續可調。
3.按權利要求1所述的貫通式逆變器型內反饋調速電動機，其特征在于所述的電動機本體1其主繞組與調節繞組的接法不同，當主繞組為Y接時，調節繞組為△接，當主繞組為△接時，調節繞組為Y接。
專利摘要貫通式逆變器型內反饋調速電動機為一種適合高壓大、中型風機、水泵調速節能用的無級調速風機，屬于交流調速電動機領域。它由電動機本體1、整流器2、逆變器3、電抗器4、控制裝置5所組成，其特征是逆變器3為一貫通式逆變器，其主回路與普通三相橋式逆變器相同，其控制回路采用非對稱觸發相位控制方式，這使調節繞組的額定電流、最大無功功率大為減小，故電動機體積小，功率因數高，成本低。當主繞組與調節繞組采用Y/△不同接法，諧波量能大為降低。
文檔編號H02K3/16GK2126751SQ92207909
公開日1993年2月3日 申請日期1992年4月27日 優先權日1992年4月27日
發明者屈維謙, 楊雙杰, 張喜成 申請人:北京海淀永航技術開發公司