[实用新型]一种机电混合无弧换向的多相逆变器

权利要求书

1.一种机电混合无弧换向的多相逆变器，其特征在于，包括：换向电刷、换向器、输出滑环和输出电刷；换向电刷包括一个或多个换向片组，换向电刷之间以互差360°/m的机械角度相邻，换向电刷全部负载共用一个换向器，每个换向片组由电源正极换向片、续流换向片Ⅰ、电源负极换向片和续流换向片Ⅱ构成，电源正极换向片、续流换向片Ⅰ、电源负极换向片和续流换向片Ⅱ彼此之间通过云母片绝缘，按圆周排布成完整的360°电角度周期，占机械角度为360°/P，每个电源正极换向片、电源负极换向片的电角度为120°，机械角度为120°/P，每个续流换向片Ⅰ、续流换向片Ⅱ分别与其前后绝缘云母片电角度为60°，机械角度为60°/P。

2.如权利要求1所述的机电混合无弧换向的多相逆变器，其特征在于：所述多相逆变器还包括一套或多套续流缓冲电路，其中每套续流缓冲电路包括一个缓冲电容和两个续流桥臂，每个续流桥臂由三个二极管组成；电源正极换向片连接直流电源正极，电源负极换向片连接直流电源负极，续流换向片Ⅰ和续流换向片Ⅱ分别连接一个二极管续流桥臂的中点；电动机带动所述换向电刷和输出滑环同轴旋转，实现了所述换向电刷和换向器之间的相对滑动，从而将直流逆变为所述换向电刷上旋转的m相交流，再通过所述输出滑环和输出电刷之间的相对滑动转变为静止的m相交流；逆变器正常工作需满足续流缓冲电路状态唯一性、绕组不悬空和电容选择原则。

3.如权利要求2所述的机电混合无弧换向的多相逆变器，其特征在于：所述换向器、续流缓冲电路和所述输出电刷固定连接，所述换向电刷和输出滑环由同一个电动机带动同轴旋转，电动机带动所述换向电刷和输出滑环同轴旋转，所述换向电刷和换向器之间的相对滑动将直流逆变为所述换向电刷上旋转的多相交流，再通过所述输出滑环和输出电刷之间的相对滑动转变为静止的多相交流。

4.如权利要求2所述的机电混合无弧换向的多相逆变器，其特征在于：调节直流电源电压即可调节输出交流电压，调节电动机转速即可调节输出交流频率。

5.如权利要求2所述的机电混合无弧换向的多相逆变器，其特征在于：所述逆变器正常工作需满足续流缓冲电路状态唯一性原则，为了保证续流缓冲电路工作状态的唯一性，每套续流缓冲电路任意时刻最多只能与一相负载连接，包括：多相负载不会直接连接到同一续流换向片；多相负载不会通过同一续流桥臂连接的不同组续流换向片连接到该续流桥臂；多相负载不会通过同一套续流缓冲电路的不同续流桥臂连接到该套续流缓冲电路。

6.如权利要求2所述的机电混合无弧换向的多相逆变器，其特征在于：所述逆变器正常工作需满足负载不悬空原则，为了保证负载在完全脱离当前换向片前能连接到下一换向片，即任意时刻无负载出现悬空状态，换向电刷宽度需大于换向片间云母绝缘片宽度。

7.如权利要求2所述的机电混合无弧换向的多相逆变器，其特征在于：所述续流缓冲电路续流过程中为了抑制起弧，所述换向电刷和电源换向片间电场强度应低于门槛电场强度，给定一个最低的不起弧输出交流频率，对应一个最低的电动机转速，门槛电场强度乘以所述换向电刷在该转速时的线速度即为不起弧电压变化率，根据该电压变化率来计算电容最小值，确保无电弧产生，最高转速时，为确保续流过程在60°电角度的续流阶段内结束，电容需在此时间段内放电完毕，根据该时间计算电容最大值。

8.如权利要求2所述的机电混合无弧换向的多相逆变器，其特征在于：所述续流缓冲电路不需要可控开关器件，在不用调频、调压的工况下不需要控制器，所述续流缓冲电路保证了所述换向电刷、换向器、输出滑环和输出电刷不会产生换向电弧，并抑制换向火花。