[发明专利]变相、变频、变流、变压四变器

说明书

本发明涉及变压器，整流器、逆变器，特指一种变相、变频、变流、变压四变器。

传统的变压器有两种，一种是原边绕组输入单相电压、电流，副边绕组输出单相电压、电流；另一种是原边绕组输入三相电压电流，副边绕组输出三相电压电流即三相变压器，这类传统的普通电力变压器，只能变压，不能变相更不能变频。

目前全世界的电力系统大都用三相制电源供电，但是供电的末端单相用电装置很多，有大部分用电场合需要单相大容量电源，例如：

热处理单相电炉、盐炉、油井空心抽油杆单芯电缆加热装置等。

为了解决大功率单相用电设备用三相电源供电，按常规方法是选用两相供电，或一相一零供电或配用单相变压器供电，然而都会造成三相供电电流不平衡，对电网造成危害，有时有些单相用电设备需要变频，而一般的变压器只能满足电压的需要而不能满足变频变相的需要。近期电气科技人员为解决“三相进单相输出”的变相变压器，又要使输入原边绕组的三相电流平衡，采用了在变压器原边绕组加装电抗器和电容器的方法。我们知道变压器的绕组不同接法将会影响原边副边即一次和二次的电压的比值和相位关系，三相输入的变压器只有在对称负载下运行时，各相的电流才大小相等，达到平衡。而电抗器和电容器的解决方法，会使波形发生畸变，在二次负荷变化下仍有程度不同的三相电流不平衡发生，只能做到大体平衡。

目前解决变频问题的方法是在变压器副边绕组上增加各种电子装置。这种方法的制造成本极其昂贵，环节复杂，维修困难故障率增加。

能否找到一种能保持三相电流平衡，三相变单相并实现无级调频是电气科技界急待解决的重大问题。本发明的目的在于提供一种能保持三相输入电流平衡的变相、变频、变流、变压四变器，它的环节简单，造价低，制造容易、维修方便、效率高、可靠性高的电气装置。

本发明的目的是这样实现的：

一种变相、变频、变流、变压四变器包括有两大环节：一大环节为三相整流环节；另一大环节为直流变交流的逆变环节。

用硅二极管和可控硅将三相380代全波整流。达到交流变直流，使直流电压输出可调，这一环节各整流器厂都能制造，并且简单可靠，这方面的东西极容易实现已很普及，成为普通常识这里不再重述。

这一环节解决了变流，变压问题，也解决了变相问题，因为直流本身就两根线一正一负，同时也解决了三相输入电流从根本上平衡问题，无论二次直流负荷怎样变化，三相电源供电电流是根本平衡的。关键问题是第二大环节。即将直流变为单相交流同时变频的逆变器环节。

这个环节是用一个200瓦以下单相电容异步电动机，再用一个500瓦自耦调压器调压调速，这个单相电容异步电动机的连通轴上，带动一个直流变交流的换向器构成。

换向器有两部分，一部分是将直流通过两个电刷将正负直流输到电机轴带动的两个与轴及其它绝缘的圆紫铜环上，另一部分即用紫铜整流片和云母组成的，像直流发电机那样构造的整流子上。紫铜整流片为偶数，它的数量的多少决定着输出交流频率的倍数。它通过两个电刷将单相变频的交流输出，供给单相需要变频变压的负载。

如果在整流子一个圆周上安装三个各距120度的三个电刷就可输出三相变频，变压的交流电。

这里所述频率变化由零赫到200赫

本发明有以下积极有益效果：

1、能够变相：本发明四变器，是三相输入单相输出适应于大功率的单相用电终端使用三相电源的场合。

2、无论单相用电负荷怎样变化，能使三相输入电流从根本上保持平衡。

3、通过单相电容电动机转速的调整，使输出的频率达到无级调频。

4、同样可以实现三相负荷无级调压调频的场合。

现以较佳实施例结合附图对本发明进一步详述如下：

图1是本发明电气原理图

图2是本发明换向器输入部分

图3是本发明换向器输出部分

图4是换向器输出部分紫铜整流子由2片、4片、8片到更多片的示意图

图5是输出三相变压变频，三个电刷各距120度示意图

请参阅图1本发明的变相、变频、变流、变压、四变器的第一大环节，为三相整流环节，就是把三相电源380伏变为直流调压环节。

这个环节用了六个1000伏150A硅二极管和一个600伏200A可控硅开关管来完成的，这个大环节在各地已经是广范应用，其原理和结构这里不再多述。

通过这一环节已经解决了变相、变流、变压问题和三相输入电流平衡问题。

关键是第二大环节，即将直流变为单相或三相变频交流，就是换向器或叫逆变器环节。请参阅图1右半部分