[实用新型]机械式三相交流电变频装置

说明书

本实用新型涉及一种将直流电转变为三相交流电的机械式三相交流电变频装置，属于交流电源变频技术领域。

目前，现有的交流变频技术，大多采用数字变频电路，用大功率晶体管作开关电源，利用变频变压器即逆变器作为输出，由于大功率电源组体或模块价格昂贵，必须有复杂的保护电路作为过压、过流保护，这不仅使造价昂贵，而且还造成了在使用中维护困难的问题，再加上变压器的笨重，因此，现有的交流变频技术在实际应用中还是不够理想。

本实用新型的目的是：提供一种结构简单、价格低廉、工作可靠的将直流电转变为三相交流电的机械式三相交流电变频装置，以克服现有技术的不足。

本实用新型是这样构成的：它由电机(1)、机架(2)、电抗器+L和-L、电容器C1～C5和7个碳刷组成，电机(1)和电抗器+L和-L装在机架(2)上，在电机(1)的转轴上装有相互绝缘的上滑环(4)、中滑环(5)和下滑环(6)，在每个滑环上都有间隔槽(7)，间隔槽(7)将上滑环(4)分隔成九个相互绝缘的滑块，这九个滑块中有三个滑块每隔两个滑块相互连接后并与中滑环(5)连接，另外还有三个滑块也每隔两个滑块相互连接后也与中滑环(5)连接，间隔槽(7)将中滑环(5)分隔成七个相互绝缘的滑块，其中每两个滑块间隔一个滑块连接一起，间隔槽(7)将下滑环(6)分隔成九个相互绝缘的滑块，该九个滑块中有三个滑块每隔两个滑块相互连接后并与中滑环(5)连接，另外还有三个滑块也每隔两个滑块相互连接后也与中滑环(5)连接，在机架(2)上固定有绝缘支架(3)，在绝缘支架(3)上装有七个碳刷 e、f、g、h、i、j、k，碳刷e、f的一端与上滑环(4)接触，碳刷e的另一端直接接直流电源正极V+，碳刷f的另一端接+L和C1的一端，+L和C1的另一端接直流电源正极V+，碳刷j、k的一端与下滑环(6)接触，碳刷j的另一端直接接直流电源负极V-，碳刷k的另一端接-L和C2的一端，-L和C2的另一端接直流电源负极V-，碳刷g、h、i与中滑环(5)接触分别为三相交流电输出极，在碳刷g、h、i上分别连接有一个电容C3、C4、C5。

本实用新型与现有技术相比，由于采用了上述技术方案，本实用新型省略了昂贵的大功率晶体管和复杂的开关电路及保护电路，主要采用机械方法进行变频，因此本实用新型具有结构简单、价格低廉、工作可靠的优点。本实用新型的工作原理为：当电机(1)带动三个滑环按箭头→方向旋转时，碳刷g(为输出交流电A相)上的负载通过+L与直流电源正极V+接通，电压上升至V+，碳刷h(为输出交流电B相)走入空滑块上与V+断开，其负载上的电压将通过C4由V+向0点过渡放电，而碳刷i(为输出交流电C相)上的负载保持在直流电源负极电压V-，当电机(1)旋转360°时，碳刷g、h、i上的电压将按三相交流电的电压波形变换一个周期，当电机(1)继续旋转时，碳刷g、h、i上的电压将按三相交流电的电压波形变换；调整电机(1)的转速，即可调节输出三相交流电的频率。

附图1为本实用新型的结构示意图；

附图2为附图1的R-R向剖视示意图；

附图3为电机从0°转到60°时碳刷与滑环接触的展开示意图；

附图4为电机从60°转到120°时碳刷与滑环接触的展开示意图；

附图5为电机从120°转到180°时碳刷与滑环接触的展开示意图；

附图6为本实用新型的输出电压波形图。

本实用新型的实施例：电机(1)最好采用直流电机，这样便于控制其转速，将电机(1)和电抗器+L和-L装在机架(2)上，在电机(1)的转轴上装上相互绝缘的上滑环(4)、中滑环(5)和下滑环(6)，在上滑环(4)上开九个间隔槽(7)，将其分隔成九个相互绝缘的滑块，将这九个滑块中三个滑块按每隔两个滑块相互连接后在与中滑环(5)连接，另外还有三个滑块也按每隔两个滑块相互连接后也与中滑环(5)连接，使每隔两个滑块有一个未连接的空滑块，在中滑环(5)上开七个间隔槽(7)，将其分隔成七个相互绝缘的滑块，并将其中每两个滑块间隔一个滑块后连接一起，在下滑环(6)上开九个间隔槽(7)，将下滑环(6)分隔成九个相互绝缘的滑块，并将该九个滑块中的三个滑块每隔两个滑块相互连接后再与中滑环(5)连接，另外还有三个滑块也按每隔两个滑块相互连接后也与中滑环(5)连接，从而使每隔两个滑块有一个未连接的空滑块，在每个间隔槽(7)中最好填满绝缘材料，这样可以减少碳刷与滑环的冲击和摩擦，在机架(2)上固定好绝缘支架(3)，并在绝缘支架(3)上装上七个碳刷e、f、g、h、i、j、k，将碳刷e、f的一端与上滑环(4)接触，并将碳刷e的另一端直接接直流电源正极V+，碳刷f的另一端接+L和C1的一端，+L和C1的另一端接直流电源正极V+，将碳刷j、k的一端与下滑环(6)接触，碳刷j的另一端直接接直流电源负极V-，碳刷k的另一端接-L和C2的一端，-L和C2的另一端接直流电源负极V-，将碳刷g、h、i与中滑环(5)接触，使其碳刷g、h、i分别为三相交流电的A、B、C三相输出极，并且在碳刷g、h、i上分别连接上一个电容C3、C4、C5即成。