[发明专利]电动机转速调节用的消谐式变频器

说明书

本发明涉及一种转速调节用的变频器，特别涉及一种电动机转速调节用的消谐式变频器。

目前，市面上出现的用作电动汽车、电动摩托车、刨床、吊车、电梯、水泵、风机、压缩机、电动机等转速调节的变频器，大都采用正弦波脉宽调制原理(SPWM)制成的变频器(参阅“电力电子技术”1999.第5期)，这种变频器的缺点是：1.所控制的电动机不能长期在低速下运行，电动机常被烧坏。2.节能效果不佳。3.由于变频器输出波形中的谐波分量较大而使电动机的效率不高。

本发明的目的在于提供一种电动机转速调节用的消谐式变频器，其特点是所控制的电动机能长期在低速条件下运行，其次是节能效果提高50％以上，最后是电动机效率高。

本发明的实施方案如下：是采用变频器除具有SPWM的变频变压，稳频稳压外，再赋予抑制谐波的作用，即shet技术，具体措施是由三相整流桥、直流滤波器、三相逆变器、三相电动机、多路隔离电源、开关量信号、模拟量信号、六路隔离驱动器、变压变频控制器、保护信号输出和显示器所组成，其中所述多路隔离电源的输出端与三相整流桥的输入端相联，三相整流桥输出端的两个端子与直流滤波器的两个输入端相联，直流滤波器的正极与三相逆变器的P端相联，而其负极与三相逆变器的N端相联，三相逆变器U、V、W三端分别与三相电动机的三条输入端相联，开关量信号和模拟量信号的输出端分别与变压变频控制器的P1.1-P1.8和P2.1-P2.8口相联，变压变频控制器中的P3.1-P3.8与保护信号的输入端相联，而其中的P4.1-P4.8与显示器的输入端相联，而变压变频控制器P3.1-P3.8与六路隔离驱动器的输入端相联，六路隔离驱动器的输出端与三相逆变器的6个逆变功率管的控制腿相联。

本发明的优点是可以控制电动机长期低速运行和节能效果高，电动机效率也高。

下面的优选例结合附图对本发明作详细描述。

图1是本发明的各部件联接方块简图。

[例1]用三相380V市电作能源(5)，加到由6RI75G120型的三相整流电桥(1)的三相输入端，其输出端的两个端子上即可获得约为510V的直流电压，由于整流后的直流电压的脉动量较大，故采用两只4700μF/450V电容器串联，作为直流滤波器(2)，使脉动量大大降低，并附合后续电路的脉动要求。三相逆变器(3)采用日本三菱公司生产的智能型IGBT模块(IPM)型号为PM25RSB120，内有七只IGBT管子，其中用六只IGBT管构成三相逆变器(3)，将经过滤波后的直流电压的正极加到该模块的P端，直流电压的负极加到该模块的N端，而模块的U、V、W三端分别负载三相电动机(4)的三条输入线相联。至此，便完成了主电路的联接。

逆变器(3)将输出一个频率和电压都可改变的三相交流电，输出频率越高电动机的转速越高，输出电压越高电动机的转矩越大可拖动的货物越重，一旦电动机(4)的参数确定后，(3)所要输出的频率和电压的最大值就被确定，该电动机的转速和转矩的变化情况(即工况)是由电动机的应用场所的要求来确定，如自动流水线传送带的转速人多时快些，人少时慢些，而最快与最慢的转速范围是事先有预计的，这受工况的改变都由(3)来完成。而(3)仅仅是一个功率元件，必须要有一个具有智能功能的控制部分去控制。

控制部分是由市售通用的开关量信号(6)、模拟量信号(7)、变压变频控制器(9)和六路隔离驱动电路(8)组成，而多路隔离电源(5)仅向各种电路提供电源。

开关量信号(6)是指煞车、倒车、电压越限、电流越限等反映“有”与“无”的信号量。模拟量信号与变压变频控制器(9)的P1.1-P1.8口相接，而模拟量信号(7)是指电压电流等数值大小发生改变时，要求电动机的转速也作相应的改变，模拟量信号与变压变频控制器(9)的P2.1-P2.8口相接，这两类信号的含意及与工况之间的相互关系都是在事先规定好的。变压变频控制器(9)时刻在访问开关量信号(6)和模拟量信号(7)的各个输入值，如访问到有煞车信号，则执行煞车工况，如访问到有倒车信号就作先停车后反转的倒车工况。当访问到模拟量信号(7)中数值大小发生变化时就作相应的处理，例如无级调速车床，要求(7)中电压高时转速高，则(9)就会按(7)之电压传输出相应的频率(即转速)和电压。内中的软件是按应用场合和用户的要求编制的，但是(9)中所发出的工况控制信号不仅仅具有附合需要的输出电压和频率信号，而且具有谐度抑制功能。