CN1020834C - 四管三相正弦脉宽调制变频器 - Google Patents
四管三相正弦脉宽调制变频器 Download PDFInfo
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Abstract
一种四管三相正弦脉宽调制变频器。它由主电路、驱动电路和控制***组成。其特点是将电机三相绕组中任意一相直接连于220伏交流电源直流侧两个串联电容的中点。而另两相绕组仍由功率管来控制。使传统的六管三相逆变器变为四管三相逆变器。相应的驱动电路。驱动电路电源和信号通道均从六组降为四组。从而减少元件，简化线路，并提高了控制速度。
Description
本发明的四管三相正弦脉宽调制变频器属电工变频器。
国内外发明逆变器以来，三相电机调速至今仍需采用六个功率管的逆变器。即逆变器由六个功率管。六组驱动线路。六组电源和六组信号组成。其功率元件多，电路复杂。造价高。且工作可靠性差。维修困难。这些缺点一直是变频器推广应用的障碍。也一直是科技研究工作者为寻求解决这些缺点所追求的目标。
本发明的任务就在于提供一种逆变器元件少。线路较简单，成本低，可靠性较高的新的技术解决方案。
本发明的技术方案是，采用四管三相逆变器线路代替传统的六管三相逆变器线路。其主要电路的具体结构是，将两个电容串联后，再并联于220伏交流电源经整流后的输出端。而两串联电容的中点直接与三相电动机中任意一相绕组相连。电机的另两相绕组仍分别由两个功率管控制。这样就由传统的六管逆变器主电路变成了四管逆变器主电路。从而节省了两个功率管。与此相应的其控制电路也简化。即驱动电路，驱动线路电源，信号通道均从六路降为四路。节约了三分之一的元件。简化了线路。减小了体积。降低了成本。同时由微机控制时，也相应减少了计算工作量和控制工作量。能提高控制速度，使性能得到改善。
本发明附图有：
附图1 本发明变频器主电路及***结构图。
附图2 本发明变频器驱动电路图
附图3 本发明变频器微机控制***电路图
附图4 （a）电动机定子绕组三相电流矢量图。（b）电动机电压波形图。
附图1的虚线框内是本发明的变频器主电路连接图。它是将异步电动机（JD）三相绕组中的任意一相直接连接于两个串联电容C1与C2的中点G。C1与C2串联后并联于220伏交流电源经整流后的输出端。异步电机（JD）的另两相绕组则仍分别由二个功率晶体管控制。其基本原理是，在三相异步电动机的定子绕组上加三个对称交流电压：
UA＝Umsin（ωt+90°）
UB＝Umsin（ωt-30°）
UC＝Umsin（ωt-150°）
如果不考虑绕组电阻对电压、电流相位差的影响。将产生三相对称电流：
iA＝Imsinωt
iB＝Imsin（ωt-120°）
iC＝Imsin（ωt-240°）
矢量图如附图4（a）所示。定子三相电流将产生一旋转磁场 ()/(F) ，使转子感应电势，产生感应电流。并生成电磁力矩。带动转子转动，这是感应电机的基本工作原理。可见，要想使感应电机转动。关键在于生成旋转磁场 ()/(F) ，而一般的三相感应电机生成这个旋转磁场是三相定子电流iA，iB，iC的合成结果。根据节点电流原理，这三相定子电流并不是互相独立的。它们有如下关系：
iA+iB+iC＝0
因此，事实上决定旋转磁场 ()/(F) ，只有二个独立变量，第三个量不是独立变量。根据这个原理，将电机的任意一绕组不用功率管来控制，而将它直接连接220伏交流电源直流侧两个串联电容C1，C2的中点G，这点G的电位固定为 (Ud)/2 ，然后，以它为参考点，求出另二绕组端电压的变化规律。使最终的旋转磁场 ()/(F) 仍然是一个以园为轨迹的旋转磁场。如果以电机的C端为参考点。那么电机AB端和BC端的电压仍然应为正弦波，但相位应相差60°。如附图4（b）所示。显然，这种规律能保证UAB，UCB，UBA三个线电压仍为互为相位差120°的三个正弦波，从而能保证电机内部生成园轨迹的旋转磁场 ()/(F) 。
由上述分析可知，只要控制电机任意二相绕组。即可生成旋转磁场 ()/(F) 。其控制方法可由微机采用正弦波脉宽调制（SPWM）方法来实现。也可采用模拟线路来实现。
该说明书提供的是采用微机控制的实施例方案。附图2为驱动电路图。它由六管三相逆变器触发电路的六路减少到四路，相应的附图3的微机控制***电路也由六管三相逆变器微机控制***电路的三路减为两路。附图1中的（1）为驱动电路框图。（3）为控制***框图。
从本发明变频器的主电路还可知，本发明还有一个特点是线电压的最大输出为输入线电压的二分之一。因此，当负载需要的电压是输入线电压的 1/2 或小于 1/2 时，此方案还可省去一个降压变压器。这可大大地减少变频器的体积和重量，降低成本。
Claims (1)
1、一种四管三相正弦脉宽调制变频器由逆变器主电路。驱动电路和控制***三大部分所组成。其特征在于主电路是将异步电动机三相绕组中的任意一相直接连接于220伏交流电源直流侧两个串联电容的中点。而另二相绕组则仍分别由两个功率管来控制。
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|---|---|---|---|
| CN 90105977 CN1020834C (zh) | 1990-11-16 | 1990-11-16 | 四管三相正弦脉宽调制变频器 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN 90105977 CN1020834C (zh) | 1990-11-16 | 1990-11-16 | 四管三相正弦脉宽调制变频器 |
Publications (2)
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| CN1061686A CN1061686A (zh) | 1992-06-03 |
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| CN100385782C (zh) * | 2000-12-27 | 2008-04-30 | 艾默生网络能源有限公司 | 一种串联多电平高电压逆变器 |
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1990
- 1990-11-16 CN CN 90105977 patent/CN1020834C/zh not_active Expired - Fee Related
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