一種無刷雙饋電動(dòng)機(jī)的異步軟啟動(dòng)結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及無刷雙饋電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種無刷雙饋電動(dòng)機(jī)的異步軟啟動(dòng)結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]無刷雙饋電機(jī)是一種新型電機(jī)。無刷雙饋電機(jī)從級(jí)聯(lián)電機(jī)演化而來，通過兩套定子繞組(分別為功率繞組Pp和控制繞組Pc)和特殊設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)子來實(shí)現(xiàn)無電刷結(jié)構(gòu);通過對(duì)控制繞組的變壓變頻控制實(shí)現(xiàn)無刷雙饋電機(jī)變速恒頻發(fā)電或變頻調(diào)速電動(dòng)運(yùn)行。作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，涉及到啟動(dòng)問題。無刷雙饋電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)是指電機(jī)從轉(zhuǎn)速為O上升到自然同步速N的過程。
[0003]目前無刷雙饋電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)方式可分為同步啟動(dòng)和異步啟動(dòng)，同步啟動(dòng)是無刷雙饋電動(dòng)機(jī)兩套定子繞組同時(shí)加激勵(lì)源，此時(shí)電機(jī)表現(xiàn)出同步電機(jī)特性。具體是功率繞組Pp加工頻電源激勵(lì)，控制繞組加變頻電源激勵(lì)，控制繞組頻率從-50Hz增加到OHz，相應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)速就能從O增加到N，從而啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)。同步啟動(dòng)的問題在于需要全功率的變頻器，這與無刷雙饋電動(dòng)機(jī)能夠使用部分容量變頻器控制的初衷相違背，所以主流的啟動(dòng)方式還是異步啟動(dòng)。
[0004]異步啟動(dòng)是無刷雙饋電動(dòng)機(jī)兩套定子繞組只有一套繞組加激勵(lì)源，另一套繞組短路或配置專門啟動(dòng)設(shè)備，此時(shí)電機(jī)符合異步電機(jī)特性。異步啟動(dòng)特別是大功率無刷雙饋電動(dòng)機(jī)異步啟動(dòng)時(shí)需要解決與異步電機(jī)啟動(dòng)時(shí)相同的啟動(dòng)電流過大所帶來的各種問題。為了解決啟動(dòng)電流過大的問題，現(xiàn)有技術(shù)主要采用的異步啟動(dòng)方法是專門配置頻敏變阻器或可調(diào)電阻器啟動(dòng)的啟動(dòng)方式，但是，該方式大大增加了電機(jī)配套設(shè)備和生產(chǎn)運(yùn)行成本。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種無刷雙饋電動(dòng)機(jī)的異步軟啟動(dòng)結(jié)構(gòu)，該異步軟啟動(dòng)結(jié)構(gòu)配合軟件控制就可既解決啟動(dòng)電流過大的問題，又解決了體積大和成本高的問題。
[0006]本實(shí)用新型的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0007]提供一種無刷雙饋電動(dòng)機(jī)的異步軟啟動(dòng)結(jié)構(gòu)，包括變頻器，所述變頻器的輸出接無刷雙饋電動(dòng)機(jī)的控制繞組Pc，無刷雙饋電動(dòng)機(jī)的功率繞組Pp通過第三開關(guān)KM3接至工頻電源。本實(shí)用新型中，所述變頻器為PWM式變頻器，所述功率繞組Pp接有用于短接功率繞組Pp的短接器件。
[0008]所述短接器件為第四開關(guān)KM4，所述第四開關(guān)KM4接于功率繞組Pp與第三開關(guān)KM3之間。
[0009 ]所述變頻器包括將三相交流電源整流輸出的整流電路、接于整流電路的輸出端的母線電容C、接于母線電容C的輸出端的三相全橋逆變電路VI，三相全橋逆變電路VI的輸出端接無刷雙饋電動(dòng)機(jī)的控制繞組Pc。
[0010]所述整流電路為三相全橋不控整流電路VR，所述三相全橋不控整流電路VR的輸出端接所述母線電容C。
[0011]所述整流電路還包括第一開關(guān)KMl、軟啟動(dòng)電阻R、第二開關(guān)KM2和輸入電抗器L，三相交流電源依次接第一開關(guān)KM1、第二開關(guān)KM2、輸入電抗器L和所述三相全橋不控整流電路VR，軟啟動(dòng)電阻與第二開關(guān)KM2并聯(lián)。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果:
[0013]本實(shí)用新型的一種無刷雙饋電動(dòng)機(jī)的異步軟啟動(dòng)結(jié)構(gòu)，通過采用PffM(脈沖寬度調(diào)制)式的變頻器，在功率繞組Pp接有用于短接功率繞組Pp的短接器件，先利用短接器件將功率繞組Pp短接，再控制變頻器輸出的電壓頻率和幅值來起動(dòng)無刷雙饋電動(dòng)機(jī)，等無刷雙饋電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，控制變頻器輸出對(duì)應(yīng)該轉(zhuǎn)速的頻率，再將功率繞組Pp接至工頻電源，接著控制變頻器逐漸減小輸出頻率，直到輸出直流激勵(lì)，則完成無刷雙饋電動(dòng)機(jī)的異步軟啟動(dòng)結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型的變頻器無需使用制動(dòng)電路，也無需利用頻敏變阻器(或可調(diào)電阻器)來降低啟動(dòng)電流，更無需使用啟動(dòng)電阻來短接控制繞組，在硬件結(jié)構(gòu)上只需增加一個(gè)短接器件，配合軟件控制就可實(shí)現(xiàn)無刷雙饋電動(dòng)機(jī)的小電流、低成本的軟啟動(dòng)，無刷雙饋電動(dòng)機(jī)的異步軟啟動(dòng)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可縮減設(shè)備體積。
【附圖說明】
[0014]利用附圖對(duì)實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，但附圖中的實(shí)施例不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的任何限制，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)以下附圖獲得其它的附圖。
[0015]圖1是本實(shí)用新型的一種無刷雙饋電動(dòng)機(jī)的異步動(dòng)結(jié)構(gòu)的電路示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]結(jié)合以下實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。
[0017]本實(shí)施例的一種無刷雙饋電動(dòng)機(jī)的異步軟啟動(dòng)結(jié)構(gòu)，如圖1所示，包括變頻器，所述變頻器的輸出接無刷雙饋電動(dòng)機(jī)的控制繞組Pc，無刷雙饋電動(dòng)機(jī)的功率繞組Pp通過接觸器KM3接至工頻電源，本實(shí)用新型中，所述變頻器為P麗式變頻器，所述功率繞組Pp接有用于短接功率繞組Pp的短接器件。
[0018]所述短接器件為接觸器KM4，所述接觸器KM4接于功率繞組Pp與接觸器KM3之間。
[0019]所述變頻器包括將三相交流電源整流輸出的整流電路、接于整流電路的輸出端的母線電容C、接于母線電容C的輸出端的三相全橋逆變電路VI，三相全橋逆變電路VI的輸出端接無刷雙饋電動(dòng)機(jī)的控制繞組Pc。
[0020]所述整流電路為三相全橋不控整流電路VR，所述三相全橋不控整流電路VR的輸出端接所述母線電容C。
[0021]所述整流電路還包括輸入接觸器KMl、軟啟動(dòng)電阻R、軟啟動(dòng)接觸器KM2和輸入電抗器L，三相交流電源依次接輸入接觸器KM1、軟啟動(dòng)接觸器KM2、輸入電抗器L和所述三相全橋不控整流電路VR，軟啟動(dòng)電阻與軟啟動(dòng)接觸器KM2并聯(lián)。
[0022]本實(shí)施例的異步軟啟動(dòng)結(jié)構(gòu)，通過以下控制方式控制:
[0023]步驟A:斷開接觸器KM3，將與接觸器KM3并聯(lián)的接觸器KM4閉合來實(shí)現(xiàn)將功率繞組Pp短接，無刷雙饋電動(dòng)機(jī)此時(shí)等效為普通異步電機(jī)；
[0024]步驟Al:斷開接觸器KM2和接觸器KM3，閉合接觸器KMl，檢測(cè)直流母線電壓，當(dāng)直流母線電壓達(dá)到預(yù)定范圍后，閉合KM2，完成PffM式變頻器的軟啟動(dòng)。
[0025]步驟B:逐步增大PWM式變頻器輸出至控制繞組的電壓幅值和頻率，無刷雙饋電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速會(huì)隨之逐漸增大；
[0026]步驟C:當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速且穩(wěn)定后，控制PWM式變頻器輸出與無刷雙饋電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)控制繞組的頻率的激勵(lì)；
[0027]步驟D:斷開接觸器KM4，閉合接觸器KM3來實(shí)現(xiàn)將功率繞組Pp接入工頻激勵(lì)，將無刷雙饋電動(dòng)機(jī)由一組激勵(lì)源的異步運(yùn)行狀態(tài)拖入到兩組激勵(lì)源同時(shí)作用的同步運(yùn)行狀態(tài)；
[0028]步驟E:當(dāng)電動(dòng)機(jī)進(jìn)入同步運(yùn)行模式后，控制PffM式變頻器逐漸減小輸出頻率，直到輸出直流激勵(lì)，此時(shí)無刷雙饋電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在自然同步速N，完成電動(dòng)機(jī)的軟啟動(dòng)。
[0029]在起動(dòng)過程中，接觸器開關(guān)狀態(tài)均保持不變。
[0030]本實(shí)施例的一種無刷雙饋電動(dòng)機(jī)的異步軟啟動(dòng)結(jié)構(gòu)，通過采用PWM(脈沖寬度調(diào)制)式的變頻器，在功率繞組Pp接有用于短接功率繞組Pp的短接器件，先利用短接器件將功率繞組Pp短接，再控制變頻器輸出的電壓頻率和幅值來起動(dòng)無刷雙饋電動(dòng)機(jī)，等無刷雙饋電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，控制變頻器輸出對(duì)應(yīng)該轉(zhuǎn)速的頻率，再將功率繞組Pp接至工頻電源，接著控制變頻器逐漸減小輸出頻率，直到輸出直流激勵(lì)，則完成無刷雙饋電動(dòng)機(jī)的異步軟啟動(dòng)結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型的變頻器無需使用制動(dòng)電路，也無需利用頻敏變阻器(或可調(diào)電阻器)來降低啟動(dòng)電流，更無需使用啟動(dòng)電阻來短接控制繞組，在硬件結(jié)構(gòu)上只需增加一個(gè)短接器件，配合軟件控制就可實(shí)現(xiàn)無刷雙饋電動(dòng)機(jī)的小電流、低成本的軟啟動(dòng)，無刷雙饋電動(dòng)機(jī)的異步軟啟動(dòng)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可縮減設(shè)備體積。
[0031]最后應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作了詳細(xì)地說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種無刷雙饋電動(dòng)機(jī)的異步軟啟動(dòng)結(jié)構(gòu)，包括變頻器，所述變頻器的輸出接無刷雙饋電動(dòng)機(jī)的控制繞組(Pc)，無刷雙饋電動(dòng)機(jī)的功率繞組(Pp)通過第三開關(guān)(KM3)接至工頻電源，其特征在于:所述變頻器為PWM式變頻器，所述功率繞組(Pp)接有用于短接功率繞組(Pp)的短接器件。2.如權(quán)利要求1所述的一種無刷雙饋電動(dòng)機(jī)的異步軟啟動(dòng)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述短接器件為第四開關(guān)(KM4)，所述第四開關(guān)(KM4)接于功率繞組(Pp)與第三開關(guān)(KM3)之間。3.如權(quán)利要求1所述的一種無刷雙饋電動(dòng)機(jī)的異步軟啟動(dòng)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述變頻器包括將三相交流電源整流輸出的整流電路、接于整流電路的輸出端的母線電容(C)、接于母線電容(C)的輸出端的三相全橋逆變電路(VI)，三相全橋逆變電路(VI)的輸出端接無刷雙饋電動(dòng)機(jī)的控制繞組(Pc)。4.如權(quán)利要求3所述的一種無刷雙饋電動(dòng)機(jī)的異步軟啟動(dòng)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述整流電路為三相全橋不控整流電路(VR)，所述三相全橋不控整流電路(VR)的輸出端接所述母線電容(C)。5.如權(quán)利要求4所述的一種無刷雙饋電動(dòng)機(jī)的異步軟啟動(dòng)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述整流電路還包括第一開關(guān)(KM1)、軟啟動(dòng)電阻(R)、第二開關(guān)(KM2)和輸入電抗器(L)，三相交流電源依次接第一開關(guān)(KM1)、第二開關(guān)(KM2)、輸入電抗器(L)和所述三相全橋不控整流電路(VR)，軟啟動(dòng)電阻與第二開關(guān)(KM2)并聯(lián)。
【專利摘要】一種無刷雙饋電動(dòng)機(jī)的異步軟啟動(dòng)結(jié)構(gòu)，涉及無刷雙饋電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，異步啟動(dòng)結(jié)構(gòu)包括變頻器，所述變頻器的輸出接無刷雙饋電動(dòng)機(jī)的控制繞組PC，無刷雙饋電動(dòng)機(jī)的功率繞組PP通過接觸器KM3接至工頻電源，本實(shí)用新型中，通過采用PWM（脈沖寬度調(diào)制）式的變頻器，在功率繞組PP接有用于短接功率繞組PP的短接器件，再配合軟件控制使得本實(shí)用新型的變頻器無需使用制動(dòng)電路，也無需利用頻敏變阻器（或可調(diào)電阻器）來降低啟動(dòng)電流，更無需使用啟動(dòng)電阻來短接控制繞組，在硬件結(jié)構(gòu)上只需增加一個(gè)短接器件，配合軟件控制就可實(shí)現(xiàn)無刷雙饋電動(dòng)機(jī)的小電流、低成本的軟啟動(dòng)，無刷雙饋電動(dòng)機(jī)的異步軟啟動(dòng)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可縮減設(shè)備體積。
【IPC分類】H02P6/20
【公開號(hào)】CN205304654
【申請(qǐng)?zhí)枴?br>【發(fā)明人】王雪帆, 徐海波, 韋忠朝
【申請(qǐng)人】易事特集團(tuán)股份有限公司
【公開日】2016年6月8日
【申請(qǐng)日】2015年12月31日