列车(轮船)交流风扇系统的制作方法

专利名称：列车(轮船)交流风扇系统的制作方法技术领域：本发明的列车(轮船)交流风扇系统属直流变交流的变电装置。铁路客运列车(轮船)目前还广泛使用电风扇作为夏天降温设备。但以往一直用直流电动机作风扇电机。由于直流电动机的固有缺陷，即有电刷换向器的滑动接触，使可靠性大大下降，其电机的效率也较低，尤其是我国还广泛使用这种风扇电机，这不仅大大降低能源利用率，而且维修量大，浪费了大量人力物力。由于直流风扇电动机可靠性差，能量利用率低，用交流拖动代替直流拖动已成为当代学者研究的主要方向。作为列车风扇用电机的交流化，已有多种方案，其主要的方案有(1)无刷直流电动机即采用磁极旋转式，定子为三相交流绕组的同步电动机，并用功率晶体管作为开关。这种装置的优点是无电刷，即无接触。可靠性有所改善，且能得到与直流电机几乎相同的调速性好、起动力矩大的特点。其主要缺点是电机结构复杂，且电子线路每台一套，需使用较大容量的功率晶体管，因此成本高，体积大，而且因定子电流是方波，其噪声也相当大。(2)开关磁阻电动机与上述方案相仿，只是电机定子为八极，转子六极的磁阻式电机。其结构简单，本身的成本较低，可靠性也较好，但单台电机需要一套控制线路，故整个装置的成本比直流电机高，其主要缺点还在于噪声大，不适于作风扇电机。(3)单台异步变频调速电机为单相或三相异步电动机，定子用变频装置供电，电机成本低，可靠性好，但变频装置成本较高。本发明的目的是制造一种成本低、噪声小、可靠性高、性能好的列车(轮船)交流风扇系统。本发明的交流风扇系统，是采用逆变器将直流电逆变成三相交流电供给火车或轮船多台风扇异步电动机。具体方案是将直流电源的输出端分别直接接于逆变器的主电路的输入端和逆变器控制线路部分的直流/直流变换器的输入端，逆变器主电路的输出端直接接于交流异步电动机绕组，直流/直流变换器通过高频PWM方法将输入的直流电源转换为几组彼此隔离的直流电源，分别供给波形发生电路和隔离驱动电路。经隔离驱动电路隔离放大后的信号，输出给逆变器主电路的功率晶体管，保护电路连接于逆变器主电路与波形发生电路之间。本发明的列车(轮船)交流风扇系统的技术方案的主要特点是(1)采用性能好，效率高，结构简单，运行平稳，可靠性好，价格低的异步电动机作风扇电机;(2)采用群控方式，由一台逆变器供给多台电风扇，如由一台控制器控制一台风扇，变为一节车厢由一台逆变器控制整个车厢的电风扇。从而大大降低了成本，况且由于异步电机的故障率低，逆变器的工艺精良，故整个系统故障率低，可靠性高，性能好，维修量小;(3)逆变器可根据不同需要通过软件系统设计多档速度，在低速时用低频供电，高速时用高频供电，实现多档速度运行，使系统始终工作在较高的效率下，以降低能耗，提高电机的特性。附图1.为本发明列车(轮船)交流风扇系统的电路框图。附图2.为本发明列车(轮船)交流风扇系统的实施例电路图。下面结合附图1及附图2，详细地叙述本发明的技术方案及实施。本发明列车(轮船)交流风扇系统的逆变器主电路(1)的输入端直接接于直流电源(44-65V)，其输出端连接于异步电动机的绕组，主电路(1)由六只大功率晶体管或场效应管组成三相逆变桥，由功率晶体管(或场效应管)的通断，将输入的直流电逆变成频率为50或60Hz的三相正弦交流电供给三相异步电动机(6)。本发明列车(轮船)交流风扇系统逆变器的控制线路由直流/直流变换器(2)、波形发生电路(3)、隔离驱动电路(4)及保护电路(5)所组成。直流/直流变换器(2)采用高频PWM技术，用振荡的办法，通过高频变压器将直流电源转换成五路彼此相互隔离的直流电源，其中一路供给波形发生电路(3)，另四路供给隔离驱动电路(4);波形发生电路(3)，是把直流变为三相交流电的主控制电路，本电路的实施例是采用8031单片微型计算机来产生三相正弦脉宽调制波，送给隔离驱动电路(4)。这部分是整个系统的心脏部分，除了正常运行时的波形以外，为防止电机起动时的过大起动电流，微机软件中还包括降压起动程序，使起动时电压分别为0.5和0.75倍的正常电压。隔离驱动电路(4)的电源来自于直流/直流变换器(2)，它的作用是将波形发生电路(3)输出的三相正弦脉宽调制波经隔离放大后输出给主电路(1)中的功率晶体管或场效应管，控制功率晶体管或场效应的通断。保护电路(5)连接于主电路(1)与波形发生电路(3)之间，它的作用是检测主电路(1)的电流，如超过允许值时，即给出过流信号，控制波形发生电路(3)停止波形输出，以防止大功率晶体管因过流而损坏。权利要求1.一种列车(轮船)交流风扇系统其特征在于逆变器主电路(1)的输入端连接于直流电源，其输出端连接于交流异步电动机(6)的绕组，逆变器控制线路中的直流/直流变换器(2)的输入端与主电路(1)的输入端并联，其转换成的多路直流电源的输出分别连接于波形发生电路(3)和隔离驱动电路(4)输入端，波形发生电路(3)输出端输出的三相正弦脉宽调制波输给隔离驱动电路(4)的输入端，经隔离驱动电路(4)隔离放大后送给主电路(1)中的功率晶体管或场效应管，控制波形发生电路(3)波形输出的保护电路(5)连接于主电路(1)与波形发生电路(3)之间。2.根据权利要求1所述的列车(轮船)交流风扇系统，其特征在于采用交流异步电动机作风扇电机。3.根据权利要求1或2所述的列车(轮船)交流风扇系统，其特征在于采用一台逆变器控制多台风扇电机。全文摘要一种列车(轮船)交流风扇系统采用逆变器将直流电逆变成交流电，供给一节车厢的所有风扇异步电动机，其系统由逆变器和异步电动机组成。逆变器由主电路、直流/直流换器、波形发生电路、膈离驱动电路和保护电路所组成。它克服了目前国内外列车上使用的电风扇装置所存在的可靠性差、效率低、成本高的缺点，是至今为止，一种比较理想的技术方案。文档编号F04D27/02GK1058076SQ90105698公开日1992年1月22日 申请日期1990年7月7日 优先权日1990年7月7日发明者庄心复, 黄圣国, 陈建坤, 葛红娟, 胡育文, 葛金凤 申请人:南京航空学院