专利名称：用于单相感应电机的可控双电源串联的非对称逆变器的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于单相感应电机的可控双电源串联的非对称逆变器，属于电力电子 技术领域。
背景技术：
单相感应电机是一类应用时间最早、应用范围最广的、单相电源供电和小功率应 用的单相感应电机。对其进行调速改造，或在新生产的电机中配置性能好的控制系统，具有 提高运行性能和节约能源的重要意义。它的两组定子线圈(主线圈Lq和辅助线圈Ld)通常 以正交的方式放置，加到两个线圈的定子电源应有90度的相位差，以保证形成定子旋转磁 场使转子转动。
图1是单相异步电机的模型示意图，其中两个定子绕组分别用Lq和Ld表 示。转子绕组用α和β表示。ω为转子角速度。α相绕组的轴线与D相绕组Ld的轴线 的夹角θ角为空间位移变量。产生两线圈正交控制电压的方法有两种第一种方法是辅助线圈Ld串联某些电气 元件再与主线圈Lq并联，只需一个定子控制电压，因此可使用单相交流电源；第二种方法是 两个线圈分别加入正交的定子控制电压，这也就是两相交流电源分别控制。现有技术中，对单相感应电机实行两相分别控制方式，其控制电路参见图2所示。由于电力电子技术和微处理器技术的不断发展，从单相交流电源整流逆变为多相 交流电能的技术已经成熟，为单相感应电机的两相分别控制技术提供了技术基础。而单相 交流电机的两相分别控制技术可以省去电容器、便于调速、便于使用和三相交流电机类似 的控制技术，因此已广泛应用于单相感应电机的控制中。单相电机运行条件单相感应电机有如下基本关系
权利要求
1.用于单相感应电机的可控双电源串联的非对称逆变器，其特征在于，它包括第一 直流电源(DCl)、第一电源控制开关管(Sml)、第二直流电源(DC2)、第二电源控制开关管 (Sm2)和三相全桥逆变电路，第一直流电源(DCl)、第一电源控制开关管(Sml)和第二直流 电源(DC2)依次串联，第一直流电源(DCl)和第一电源控制开关管(Sml)串联后的两端并 联第二电源控制开关管(Sm2)，第一直流电源(DCl)、第一电源控制开关管(Sml)和第二直 流电源①以)依次串联后的一个输出端连接三相全桥逆变电路的一个输入端，第一直流电 源(DCl)、第一电源控制开关管(Sml)和第二直流电源(DC》依次串联后的另一个输出端连 接三相全桥逆变电路的另一个输入端，单相感应电机的主线圈Lq并联在第一桥臂的输出端 和第三桥臂的输出端之间，单相感应电机的辅助线圈Ld并联在第二桥臂的输出端和第三桥 臂的输出端之间，单相感应电机的主线圈的匝数N1大于辅助线圈的匝数N2,第一电源控制 开关管(Sml)和第二电源控制开关管(Sn^)的开关状态互补，第一直流电源(DCl)两端电 压大于第二直流电源(DC2)两端电压。
2.根据权利要求1所述的用于单相感应电机的可控双电源串联的非对称逆变器，其特 征在于，三相全桥逆变电路由六个开关管组成，六个开关管分别为第一开关管(S)、第二开 关管(S2)、第三开关管(S3)、第四开关管(S4)、第五开关管(S5)和第六开关管(S6),第一桥 臂的上、下位置分别设置第一开关管(S1)和第二开关管(S2),第二桥臂的上、下位置分别设 置第三开关管(S3)和第四开关管(S4),第三桥臂的上、下位置分别设置第五开关管(S5)和 第六开关管(S6)，第二电源控制开关管(Sm2)的开关状态与六个开关管的开关状态之间的 逻辑关系为Sm2 = S1-S4-S6+S2-S3-S5。
3.根据权利要求1或2所述的用于单相感应电机的可控双电源串联的非对称逆变器， 其特征在于，第一开关管(Si)、第二开关管(S2)、第三开关管(S3)、第四开关管(S4)、第五开 关管(S5)、第六开关管(S6)、第一电源控制开关管(Sml)和第二电源控制开关管(Sm2)采用 自带体二极管的IGBT开关管或自带体二极管的MOSFET开关管。
4.用于单相感应电机的可控双电源串联的非对称逆变器，其特征在于，它包括第一 直流电源(DCl)、第一电源控制开关管(Sml)、第二直流电源(DC2)、第二电源控制开关管 (Sm2)和三相全桥逆变电路，第一直流电源(DCl)、第一电源控制开关管(Sml)和第二直流 电源(DC2)依次串联，第一直流电源(DCl)和第一电源控制开关管(Sml)串联后的两端并 联第二电源控制开关管(Sm2)，第一直流电源(DCl)、第一电源控制开关管(Sml)和第二直 流电源①以)依次串联后的一个输出端连接三相全桥逆变电路的一个输入端，第一直流电 源(DCl)、第一电源控制开关管(Sml)和第二直流电源(DC》依次串联后的另一个输出端连 接三相全桥逆变电路的另一个输入端，单相感应电机的辅助线圈Ld并联在第一桥臂的输出 端和第三桥臂的输出端之间，单相感应电机的主线圈Lq并联在第二桥臂的输出端和第三桥 臂的输出端之间，单相感应电机的主线圈的匝数N1小于辅助线圈的匝数N2,第一电源控制 开关管(Sml)和第二电源控制开关管(Sn^)的开关状态互补，第一直流电源(DCl)两端电 压大于第二直流电源(DC2)两端电压。
5.根据权利要求4所述的用于单相感应电机的可控双电源串联的非对称逆变器，其特 征在于，三相全桥逆变电路由六个开关管组成，六个开关管分别为第一开关管(S)、第二开 关管(S2)、第三开关管(S3)、第四开关管(S4)、第五开关管(S5)和第六开关管(S6),第一桥臂的上、下位置分别设置第一开关管(S1)和第二开关管(S2),第二桥臂的上、下位置分别设 置第三开关管(S3)和第四开关管(S4),第三桥臂的上、下位置分别设置第五开关管(S5)和 第六开关管(S6)，第二电源控制开关管(Sm2)的开关状态与六个开关管的开关状态之间的 逻辑关系为
6.根据权利要求4或5所述的用于单相感应电机的可控双电源串联的非对称逆变器， 其特征在于，第一开关管(Si)、第二开关管(S2)、第三开关管(S3)、第四开关管(S4)、第五开 关管(S5)、第六开关管(S6)、第一电源控制开关管(Sml)和第二电源控制开关管(Sm2)采用 自带体二极管的IGBT开关管或自带体二极管的MOSFET开关管。
全文摘要
用于单相感应电机的可控双电源串联的非对称逆变器，属于电力电子技术领域，本发明为解决单相感应电机采用的逆变电源导致电机存在速度波动的问题。本发明包括两个直流电源DC1和DC2、两个开关管Sm1和Sm2、三相全桥逆变电路，DC1、Sm1和DC2依次串联，DC1和Sm1串联后的两端并联Sm2，DC1、Sm1和DC2依次串联后的一个输出端连接三相全桥逆变电路的一个输入端，另一个输出端连接三相全桥逆变电路的另一个输入端，主线圈的匝数N1与辅助线圈的匝数N2不相等，匝数多的线圈并联在第一、三桥臂的两个输出端之间，匝数少的线圈并联在第二、四桥臂的两个输出端之间，Sm1和Sm2状态互补，DC1大于DC2。
文档编号H02M7/48GK102064726SQ20101061467
公开日2011年5月18日 申请日期2010年12月30日 优先权日2010年12月30日
发明者王丁 申请人:黑龙江大学