[实用新型]贯通式逆变器型内反馈调速电动机

说明书

本实用新型属于交流调速电动机技术领域，是一种转速在低于同步速度范围内能够平滑调节的特种异步电动机。本实用新型最适合高压大、中型风机、水泵的调速节能之用，亦适用于其它恒转矩生产机械的无级调速拖动。

内反馈调速电动机，是应用转差功率内反馈原理实现的高效率变转差率调速技术，首见于辽宁省阜新矿务局设计处申报的发明专利，名称为《逆变型无整流子三相换向器电动机》专利申请号为85104845，北京长城机电技术开发公司的《内反可控硅串级调速》与85104845文件提供的技术完全相同，国外尚无先例。

内反馈调速电动机的特点是，通过在调速电动机的定子上增设一个调节绕组，一方面经电力电子交流装置向转子绕组提供一个附加电势；另一方面吸收转子产生的转差功率使调节绕组的有功功率为负，且随转差功率变化由此调节绕组的附加电势串联接入转子回路而实现单机调速。它与串级调速相比，没有逆变变压器，使调速系统的结构大为简化，成本降低。

但是，这种内反馈调速电动机所采用的电子换向器中的逆变器为一普通晶闸管串级调速装置，并采取对称滞后相位控制方式，逆变器的功率因数低，特别当电机转速接近额定值时，逆变角为90°，调节绕组的电流为感性无功电流，且幅值最大，此感性电流一方面给电动机本体造成去磁，使主绕组激磁电流增大，另一方面使调节绕组自身损耗增加，既降低了电动机的功率因素，又增加了电机的损耗，为了使主绕组和调节绕组的温升不至过高，往往需要加大导线的截面，致使电动机的成本增大。

此外由于现有技术中调节绕组与主绕组采取相同的Y形接线方式，调节绕组中的谐波电流经电磁感应全部反映给主绕组，故存在对电源谐波污染较大的问题。

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、成本低廉的高功率因数、低谐波的内反馈调速电动机。

本实用新型的目的是这样实现的：将原来普通型逆变器改为贯通式逆变器，其主回路结构与普通三相桥式逆变器相同，而在控制方式上采用非对称触发相位控制，当控制角改变时，出现同一桥臂的两只晶闸管在一段时间内同时导通的现象，而导致了直流侧的暂时短路，从而使流过调节绕组电流值减小，与此同时电动机的功率因素就增加，谐波影响得以改善。调节绕组的导线截面就毋须加大，所以电动机的成本也就降低。

下面以附图和实施例来进一步叙述：

图1为本调速电动机的结构示意图。

图2为本调速电动机的电动机本体内三绕组接线示意图。

由图1、2可知，本贯通式逆变器型内反馈调速电动机由包含定子、转子、调节绕组的电动机本体1、电子换向器由电子整流器2、逆变器3、平波电抗器4及逆变器的控制装置5所组成，转子绕组与电子整流器2相联，调节绕组与逆变器3主回路相联，电子整流器2通过平波电抗器4与逆变器3相联，其特征在于所述的逆变器3为一贯通式逆变器，其主回路与普通三相桥式逆变器相同，其控制回路采取非对称触发相位控制。

在实施中将三相桥式逆变器中的一组晶闸管（共阳极组或共阴极组）的触发脉冲固定在最小逆变角βmin处不变，另外一组晶闸管的触发脉冲在βmin＜α＜180°－βmin的移相范围内连续可调，这样，当控制角α向αmin方向移动后，出现同一桥式臂的两只晶闸管在一段时间内同时导通的现象，导致了直流侧的暂时短路，使流过调节绕组的电流值减小，调节绕组的额定电流Ie原为与转子绕组额定电流Ie相接近，而现采用本技术可减小为转子绕组额定电流Ie的60％，且最大无功功率也减小到原来的58％。

另外，为了改善调节绕组谐波电流对主绕组的影响，将调节绕组与主绕组的接法不同，即当主绕组为Y接时，调节绕组采用△接；当主绕组为△接时，调节绕组为Y接。由于调节绕组接有非线性有源逆变器，其相电流波形为矩形波，这样畸变电流通过调节绕组时，在电动机内产生空间谐波和时间谐波，其中空间谐波通过调节绕组线圈的分布、短矩作用得到抑制，而时间谐波则通过互感作用反映给主绕组和电源。当调节绕组与主绕组接法相同时，调节绕组反映给主绕组的电流波形和调节绕组相电流是一样的，其畸变系数μ＝0.827，而当调节绕组和主绕组的接法不同时，由于两绕组绕电流具有30°相位差，调节绕组的相电流合成到主绕组线电流时，由矩形波变为阶梯波，谐波含量减小，畸变系数μ＝0.955，从而使其对电流的谐波污染大大减小。

综上所述，本调速电动机比现有的技术又大大地改善了，它结构简单体积小，成本低，功率因数高，谐波污染小。本电机与逆变型无整子三相换向器电动机相比，其调节绕组的用铜量可减少40％，谐波影响减小54％，制造成本可降低20％，具有很好的经济价值。