降压变频器

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本发明涉及电功率,并且可以在电动机驱动系统具有连续可调的转速,包括螺旋桨,以及在植物中脱蜡油的井一起使用。变频器包含半导体开关,该半导体开关连接到具有旋转磁场的变压器的次级转子绕组。脉冲相位控制系统提供了一种生长延迟密钥管理信号,开关水龙头圆形绕组,使得每个下一个换向对抽头圆形线圈的周期由频率转换系数,其结果提供了在输出电压的基波的频率的减小而确定的一定的值大。该技术的结果是在可靠性增加由于不存在在电源电路中的电容器和不存在DC链路中的,通过引入额外的抽头圆形绕组和增加电磁兼容设备到干线改善输出电压的其改进的可能性的质量。 5病,3桌。

本发明所属的发明领域

本发明涉及电功率,并且可以在马达与用于在植物脱蜡油井旋转系统,包括螺旋桨,的以及连续可调速度来使用。

最先进的技术

从现有技术多相逆变器已知有旋转磁场[版权证书USSR№738068],包括设置在其上的多相位的磁回路耦合的初级绕组,其端部通过与端子用于电源连接的关键元件被连接的“星”,和多相次级绕组,每个相的主要是从相反极性的两个分支,其中的每一个由串联连接的两个部分形成绕组,并根据该连接与该阶段的相应关键要素得出相同的结论。磁路由两部分组成,其方向与初级和次级绕组相反。

该解决方案的缺点包括一个初级绕组极性相反的分支变压器,这导致在重量和尺寸与制造技术的复杂度的劣化的存在。由半导体开关切换的大量初级绕组带导致与供电网络的电磁兼容性恶化。

三相频率转换器也是已知的[RF专利№2217857],包括连接在电桥电路和包含在反并联晶闸管两组,每一组被连接到三相高频电压,并且每个组晶闸管的输出晶闸管的输入之一连接到电路人工交换,第一组晶闸管的输出被连接到所述第一初级与旋转磁场的变压器的绕组的顶部,所述第二组晶闸管被连接到输出端ervoy该变压器的初级绕组,第二初级绕组的变压器的在相对空间以90°的角度位移,所述第一和连接到所述变压器初级绕组,并且其开始通过连接到所述第一初级绕组的开始移相电容器的端部。逆变器的输出是所述变压器的三个次级绕组,它们彼此通过120°相移,并且连接在一个“星”,其连接到三相负载。该解决方案在其技术本质上与所提出的发明的原型最接近。

该解决方案的缺点是移相电容器的所述第二初级绕组与所述旋转磁场,从而降低并降低可靠性massogabarity变压器的电路的存在。使用晶闸管的需要,用于锁定,这会降低效率和套晶闸管的数量是有限的电源相位,限制输出电压的质量的开关装置。转换器需要增加电源频率,这限制了使用范围。

发明内容

驱动器不同的机器和机制,包括驱动划船容器的主要类型,是与鼠笼式转子的异步电动机。到目前为止,它是最大规模和最可靠的电动机类型。感应电机的两个主要缺点 - 它不能简单地调节转子速度,极高的浪涌电流 - 五,比标称的高7倍。如果仅使用机械控制装置,则这些缺点导致大的能量损失和冲击机械负载。这对设备的使用寿命有极其不利的影响。

现代世界的趋势是应用借助可调变频器平稳启动电机。变频器将启动电流降低4-5倍。它可以平稳启动感应电机,并根据指定的电压/频率比控制驱动器。变频器可节省高达50%的能源。可以在相邻驱动器之间包括反馈,即自行调整设备以完成任务并改变整个系统的运行条件。

另一应用 - 其中所述交变电压是必需的(用于避免电解过程)低频率的系统脱蜡油井(1-5赫兹)

的频率转换的最简单的情况是具有矩形波的输出,其特征在于,初级DC源的由密钥组所达到的转化成AC被周期性地切换,以便接收在所述负载端子的交流电压的逆变器。

高压变频器的形成时使用高转化前期工作的输出电压的阶梯状的曲线形状阶梯单极电压曲线在形状上近似于具有周期等于逆变器输出电压的变化的一半周期单极正弦曲线。然后,通常使用桥式逆变器,将单极性阶跃电压曲线转换为逆变器输出电压的不同极性曲线。

通过预备高转化率的方法用正弦输出电压逆变器获得的DC电压,其值是接近正弦波逆变器输出电压的峰值。然后,通过该直流电压趋向桥逆变器,根据接近正弦波的形式,由于桥逆变器原则(原则所谓的多脉冲宽度调制)控制各自的晶体管的应用转换成AC电压。然后,使用高频低通滤波器,分配逆变器输出电压的正弦分量。

通常,在现有的静态转换器中,变压器仅用于使电源电压与转换器的输出电压相匹配。各种类型的半导体转换器已经导致使用各种类型和设计的变压器。在高功率的静态变频器经常使用通过整流交流电压获得的DC链路,并且在电力变压器用于电去耦和电压匹配。因此变压器经常在三相实施例和化合物绕组星形/三角形12脉冲整流方案使用具有脉动磁场。

,以提高输出电压和输入电流的整流器是具有旋转磁场,其允许实现mnogopulsnye电路具有大量的圆形线圈的中间抽头的变压器的质量的一种方式。目前,有些变频器使用带旋转磁场的变压器。

目前已知的技术方案(例如,生产的“动力机械”,三菱公司的)与旋转磁场变压器被用作DC链路组成的相的乘数,并且具有两个辅助三相由绕组移30电角度。

为了提高半导体转换器的电磁兼容性和,特别地,变频器和提高的输出电压和所述网络的电流消耗的质量越来越多地使用新型带有旋转场匹配变压器。这样的变压器的基础是异步电动机堵转,其特征在于,作为一项规则,“定子”齿数与“转子”齿的数量一致,或备选地,初级和次级绕组被放置在一个共同的凹槽。作为交流绕组,多相(通常是三相)绕组用作交流电机的定子绕组。使用圆形线圈型直流电机的电枢线圈,奠定了在凹槽和分成具有从中抽头部在直流侧绕组的质量。

的旋转磁场的基础上,所述换流变压器的广义图示于图1中。在整流模式多相初级绕组这样的转换器的操作创建具有空间分布和时间移动(旋转),在二次诱导可变圆形的绕组的旋转磁场EMF。对于给定的磁场旋转方向,在圆形绕组的部分中引起的EMF的极性将是取决于哪个磁极影响它们。在位于同一磁极下的所有导体中,EMF的极性将是相同的。与初级绕组产生的磁场一起,圆形绕组的EMF系统的几何对称轴也旋转。其中引入EMF的圆形绕组的部分位于对称轴的两侧。由几何对称轴(称为圆形绕组的对角线)限定的圆形绕组的一半具有相反的极性并且在模量方面彼此相等。圆形绕组的所有部分的EMF之和的相等性预先确定不存在环形均衡电流。圆形线圈是封闭的和对称的,但在没有外部负载的没有电流,因为它的部分的电动势互相抵消,所提供的主电源的对称性。的最大输出电压是从设置在对角线彼此抽头圆形线圈取出,用对称EMF系统的几何轴线重合。通过在磁场旋转之后使其对角线的抽头通过,获得整流电压。

电压转换频率的基础是考虑作为交流周期性可逆直流电,由于其所有实现这种变换基于由双向半导体的多相桥接电路的装置中,开关的导电。在这种情况下,输出电压的形状取决于基于反向桥电路的半导体开关的开关功能。最简单的情况是具有矩形输出电压的直流电压转换。初级直流源转换为交流经由半导体实现的变换开关周期性地切换,以便接收在所述负载端子的交流电压。

所提出的方法在于开关频率转换径向圆周绕组抽头,在它是什么样的模式整流器。与由累进的换向延迟确定的频率的频率转换器的输出电压抽头的初级绕组的相对周向旋转对称轴EMF系统(对角线圆形线圈)的

在表1,表2和表3示出的市电电压频率变换成与频率的输出电压的参数分别低2.3倍和4倍。对于使用4个圆形绕组的情况编制表格。

输出电压的“阶段”的数目是有8个阶段(其中Nko文 - 是圆形线圈的抽头数)。输出电压的一级的持续时间是其中k是频率的转换因子。输出电压的周期将是40,即(4π),60(6π)和80(8π)中的50Hz主电源频率毫秒。

从原型本变频器之间的区别在于连接到次级绕组与一个圆形旋转磁场变压器的多相桥控制方法。在该方法中,脉冲的相位控制的一个系统提供了一种生长延迟密钥管理信号,开关水龙头圆形绕组,使得每个下一个换向对抽头圆形线圈的周期由频率转换系数,其结果提供了在基本谐波的频率的减小确定的某个值时输出电压。

拟议的技术解决方案是新的,与原型有以下根本区别:

- 具有旋转磁场的变压器输入来自三相电力网络交流电的情况下直接中间功率频率变换;

-

通过在次级变压器与所述圆形旋转磁场绕组切换产生输出电压;

- 从供电网络的相位切换圆形绕组的延迟越来越大;

- 其形式的降低频率的输出电压更接近正弦波;

- 通过简单地增加开关插座的数量,可以显着提高输出电压的质量及其谐波成分。

因此,对本发明的必要特征的全部导致新颖技术效果 - 由于不存在在主回路的冷凝器的增加的可靠性,改善与提高的可能性的输出电压通过使用额外的抽头的质量圆形绕组和提高到电源电磁兼容性装置。

附图简述

图1显示了基于具有旋转磁场的变压器的转换器电路。这里1 - 一个三相绕组,2 - 一个带有四个分支的圆形绕组,3 - 键上的配电盘К1.1÷К4.2。图2显示了输出电压的曲线图降压变频器,当频率除以2时,带有6个圆形绕组的抽头。图3示出了从下变频器6个抽头圆形绕组输出电压的光谱组成时。图4的分频比是由分频的2倍的频率从下变频器8个抽头圆形绕组的输出电压的曲线图。图5示出从下变频器的输出电压的光谱组成8个抽头圆形绕组当分频因子等于2

在静态逆变器,以基于一个旋转磁场,意在提供脱蜡系统,油井的变压器的方法,下变频输出电压,并且具有与具有三相初级和通过电枢绕组的类型而形成的次级圆形线圈的旋转磁场的变压器的受控致动器直流电机,构成多相电桥电路的半导体开关,由系统控制是相位控制,并且其中所述电源开关是增量控制脉冲相对于电源的相位的时间延迟,从而使每对连续的开关绕组抽头圆形周期大于通过由所述频率转换系数确定的某个值,输出电压由输入频率电压的正弦波前沿组成,并且是分段正弦调制的情况。

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