用单相电源驱动三相电动机的方法及装置

本发明涉及用单相电源驱动三相电机的方法及装置。特别是涉 及以单相电源输入变压器的初级而以单相3线在次级输出、利用 相位变换器和相位变换电容在中心线上产生S相从而产生三相 (R.S.T)电源来驱动电机的方法及装置。

通常，交流电动机分为单相和三相两种，而三相电动机的缺 点是不能用单相电源驱动。当然，单相电动机可以用三相电源中的 二相进行驱动。但是，在单相电动机的特性方面，对于功率和效 率，当大于3马力时，会发生由于负载的原因而不能驱动，或者由 于过负载而烧毁致使不能使用的问题。

因此，开发了将单相的交流电源变换为三相的电路装置。但 是，由于使用旋转相位变换发电机(RPG)，所以，三相(即R.S. T)的相位角会因三相电动机的输入电源和负载变动而变化，或者 波形发生畸变而成为不是正弦波的其他波形。另外，当变动较大 时，相位变换发电机和三相电动机将会发热，致使速度降低，最后 会烧毁。

此外，由于相位变换发电机和三相电动机必须同时连续地转 动，所以，电能损失太大，不经济。

本发明的目的就是要克服上述缺点，使单相的电源通过变压 器而在次级以单相3线输出，中心线通过相位变换器向S相供电， 直至电动机开始转动，在电动机转动之后，通过相位变换电容器 向S相供电，从而将三相(R.S.T)电源供给电动机使之转动。

即，将变压器的次级输出端中的单相(R.T)与相位变换器的 旋转线圈相连接，单相3线中的中心线与和旋转线圈成90°的线圈 相连，使相位变换器转动，从而在输出端产生S相，在使电机转动 约10-30秒之后使相位变换器停止转动的同时，通过用相位变换 电容器与转动的三相电动机连接而只产生S相，从而继续形成三 相(R.S.T)电源。

因此，其后只要电源的供给继续，电动机就会继续运转。

以上，利用相位变换器和相位变换电容器发生的是同一个S 相，由S相与R相及T相的相位关系可知，R.T相的相位角为0° -180°-360°，发生的第1个S相的相位与S.R相的相位角为60° -240°，第2个S相的相位与S.T相的相位角为120°-300°，所 以，是完整的三相(R.S.T)角，另外，各相的电压没有偏差，保持 一定，波形也可以得到完整的正弦波。

因此，得到的效果是即使输入和负载发生变化，也可以把相 位角和正弦波形完全不变化的稳定的三相电源供给三相电动机。

此外，还具有如下特征，即利用相位变换器得到S相，在用三 相电源起动电动机转动后的10-30秒之后使相位变换器停止的同 时，由于将相位变换电容器与转动的电动机相连接，所以，可使不 必要的电能损耗减到最小。

图1是说明本发明的电路图；

图2是图1的控制电路。

下面，参照附图详细说明本发明的实施例。

图1是用于说明本发明的电路图，单相输入端子(R、T)通过 过负载断路(NFB)与变压器(TR)的初级连接，在次级的输出端， 用中间抽头，即中心(O)，和两端的(R、T)相以3线(R，O，T)输 出，各相通过第一交流接触器(MC1)、过电流断路器(OCR1)和第 二交流接触器(MC2)与三相电动机(M)连接，相位变换器(P.C) 的旋转线圈连接在R相与T相之间，其另一线圈与上述旋转线圈 成90°地连接在O相和电动机(M)的S相之间，与此同时，继电器 (RL2a)的触点和电容器(C)便串联地连接在上述S相与T相之 间。另外，O相与相位变换器电容(PCC)和第三交流接触器触点 (MC3a)串联连接。

在图1中未说明的符号OCR1、OCR2表示过电流断路器。

图2是对图1中的继电器(RL2)和交流接触器(MC1，MC2) 进行控制的电路图，由于此电路连接在图1的变压器(TR)的初级 两端(R0，T0)之间，所以，按钮开关(PB1)和与继电器(PL1a)并 联连接的按钮开关(PB2)相连接，在端子(T0)和继电器触点 (RL1a)之间并联连接着继电器(PL1)、时间继电器(T1)、与第三 交流接触器触点(MC3b)串联连接的第一交流接触器(MC1)和与 时间继电器触点(T1b)串联连接的继电器(RL2)，另外，还通过 时间继电器触点(T1a)，并联连接着时间继电器(T2)、与时间继 电器器触点(T2b)及第三交流接触器触点(MC3b)串联连接的第二 交流接触器(MC2)，和与时间继电器触点(T2a)及第二交流接触 器触点(MC2b)串联连接的第三交流接触器(MC3)。

在上述结构的实施例中，将交流电源加到单相输入端子(R、 T)上时，在变压器(TR)的次级出现单相3线即R、O、T的输出， 所以，如果把中心线(O)与用于发生S相的相位变换电容器(PCC) 相连接，在3线中，使R、T相与第三交流接触器触点(MC3a)相连 接，同时将R、T相与相位变换器(PC)的旋转线圈相连接，并且 将中心线(O)连接到与旋转线圈成90°的线圈，起动相位变换器将 电源供给电动机，就可以使电动机转动起来。从这一状态经过10- 30秒之后，在切断第二交流接触器(MC2)的同时使第三交流接触 器(MC3)动作，切断第一交流接触器(MC1)时，相位变换器(PC) 便停止转动，而依靠通过第三交流接触器触点(MC3a)使相位变 换电容器(PCC)与利用惯性转动着的电动机相连接而得到的三相( R、S、T)电源，可使三相电动机(M)不停止地继续转动。

在图2中，将电源加到电源端子R0和T0之间，通过电源切 断用按钮开关(PB1)，由于电源供给用按钮开关(PB2)与继电器 (RL1)的继电器触点(RL1a)并联连接，所以，当按下按钮开关 (PB2)使之接通时，继电器(RL1)被驱动，继电器触点(RL1a)保 持接触，单相电源(R0)通过交流接触器触点(MC3b)使第一交流 接触器触点(MC1)动作，第一交流接触器触点(MC1a)与时间 继电器(T1)也被励磁而动作，并通过时间继电器触点(T1b)使继 电器(RL2)动作。在动作10-30秒之后，时间继电器触点(T1b)断 开。同时继电器(RL1)断开，时间继电器触点(T1a)接通，使时间继 电器(T2)动作。通过时间继电器触点(T2b)和第三交流接触器触 点(MC3b)使第二交流接触器(MC2)动作10-30秒之后，时间继 电器触点(T2b)断开。所以，当第二交流接触器(MC2)断开时，时 间继电器触点(T2a)接通，并通过第二交流接触器触点(MC2b) 使第三交流接触器(MC3)动作，将第三交流接触器触点(MC3b) 断开。由于第一交流接触器(MC1)的触点(MC1a)断开，故相位变 换器(PC)停止动作。此后，靠相位变换电容器(PCC)使三相电动 机转动。

相反，要使所有的电路停止动作时，只要使按钮开关(PB1)断 开，从而使继电器(RL1)的触点(RL1a)断开，就可以使所有的电 路断开。