[发明专利]截周变频调速方法及装置

说明书

一种截周变频调速方法及装置，涉及控制感应电动机供电频率的调速方法及装置。

交流电动机变频调速一搬分为变极调速、变滑差调速、变频调速三种形式，其中变频调速是一种理想的先进的调速方式。目前国内外流行的变频调速装置大多是以PWM方式工作。这种变频电路复杂、装置体积大、造价高，推广应用受到价格和技术上的限制。

本发明的目的在于避免上述现有技术的不足，提供一种电路简单、造价便宜、适用于中小型电机的变频调速方法及装置。本发明也可用于光源和热源的调功。

本发明以如下技术方案实现：

截周变频调速方法是将某一频率和幅值的交流波形根据被控对象的供电频率有规律地截取正半波或负半波或者截取正负半波，当只截取正半波或只截取负半波时，再将截取后的波形隔波倒相的一种方法。

截周变频调速装置由以分频控制电路为核心，其控制端连接有分频基数选择开关，其输入端连接有过零检测电路，其输出端连接有受控于分频基数选择开关的电子开关电路，电子开关电路输出连接被控对象组成。

本发明所具有的有益效果：1、截周变频调速方法简单，易于实现，实现该方法的装置电路简单，因此造价低廉，利于推广。构成装置的电路只需十几个元器件，这些元器件易购易做且性能可靠，其造价只有PWM方式变频装置的百分之一。2、变速后的电机输出特性好，其特征曲线的上部曲线是额定转速下的电机输出特性曲线，下部曲线是变速后的电机输出特性曲线，两条曲线的上半部是平行的。变速后的电机保持了额定工况下比较硬的输出特性。3、目前国内外变频调速产品价格都远高于电机价格。已有的电抗调速装置价格很低，但是其输出特性很软，在很多场合不适用，转速和性能不稳定。本发明装置造价极低，与40瓦特单相电机造价相当。本发明装置添补了小型交流电机变频调速的空白而且性能稳定。4、本发明还可用于光源和热源的调功，优点是其能保证光源和热源的输出性能稳定，可调范围宽。

下面结合附图和实施例祥细描述本发明。

图1为截周变频调速装置原理方框图；

图2为单相交流电动机三分频双速变频调速器电路原理图；

图3为单相交流电动机二分频双速变频调速器电路原理图；

图4为本发明的截周变频的波形图：

其中：a为原波形；

      b为二分频截周波形；

      c为三分频截周波形；

图5为二分频变频后和额定工况下电机输出特性曲线比较图。

截周变频方法是对某一频率和幅值的交流波有规律地截取正半波或负半波，或截取正负半波，当只截取正半波或只截取负半波时，再将截取后的波形隔波倒相。图4中给出的波形a为正弦波，或称原波形，6为对原波形a进行二分频截取，舍弃负半波2、4、6、8……保留正半波1、3、5、7……，再将3、7……倒相，得到的二分频截周波形。波形6的基波频率为原波形a的一半，幅值与原波形接近。用该波形的电源驱动交流电动机，电机转速为额定转速的一半。如果把图4中原波形a中的2、3、5、6……半波舍弃，保留1、4、7……半波，就会得到三分频的截周波形c，波形c的基波频率为原波形a的三分之一，幅值与原波形a接近。用该波形的电源驱动电机，电机转速变为额定转速的三分之一。因此通过截周法可以获得任意分频的截周波形，可用于电机调速和热源、光源的调功。

图1给出了截周变频调述装置的原理方框图。该装置由五部份组成，它由以分频控制电路为核心，其控制端连接有分频基数选择开关，其输入端连接有过零检测电路，其输出端连接有受控于分频基数选择开关的电子开关电路，电子开关电路输出连接被控对象，以及直流电源电路组成。其中过零检测电路用于检测原波形的过零点时刻并产生脉冲信号，触发分频控制电路进行分频计数和二、四等偶次分频后的隔波倒相控制。对于三分频截周变频装置，其分频控制电路每间隔三个过零点输入脉冲产生一个触发脉冲输出，触发电子开关导通半个周期波。分频控制电路还可以实现二分频、四分频等任意分频基数的分频计数，其分频基数由分频基数选择开关设定。直流电源为上述所有电路提供直流电源电压。