CN103390981A - 内装可控转子电阻的绕线电动机装置 - Google Patents

Abstract

内装可控转子电阻的绕线电动机装置，涉及电动机装置，本发明为了解决现有转子绕组外接电阻技术需要电刷和滑环机构，并且需要对电阻的接入和断开进行控制的问题，本发明包括控制器、接触器、一号电阻器、二号电阻器、三号电阻器、无线收发模块和外部遥控器，控制器、接触器、一号电阻器、二号电阻器、三号电阻器和无线收发模块均置于转子铁心的内腔中，一号电阻器与AX绕组的A端连通，二号电阻器与BY绕组的B端连通，三号电阻器与CZ绕组的C端连通，A端、B端与C端同时连接在接触器的常闭触点上，接触器的线圈对应与控制器连通；无线收发模块与控制器连通；无线收发模块与外部遥控器无线通信。本发明适用于可控转子电阻的电动机装置。

Description

内装可控转子电阻的绕线电动机装置

技术领域

本发明涉及电动机装置。

背景技术

绕线转子电动机可以通过电刷和滑环系统把转子绕组引出。为了实现较大的起动转矩起动,在起动时,一般是把转子绕组串上电阻,待起动完成后,再把电阻去掉，也可以按此原理串联频敏电阻器。还有一种情况,可以在转子中串入电阻进行电动机调速。但是，外接电阻技术存在这样一些问题：需要电刷和滑环机构，需要电阻的接入和断开控制。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有转子绕组外接电阻技术需要电刷和滑环机构，并且需要对电阻的接入和断开进行控制的问题，提供一种内装可控转子电阻的绕线电动机装置。

内装可控转子电阻的绕线电动机装置，它包括绕线转子电动机，转子铁心同轴环套设置在定子的内腔中，转子铁心的外表面与定子的内表面之间留有空气隙，三相绕组对应环绕在转子铁心的外表面，所述三相绕组分别是AX、BY和CZ，它还包括控制器、接触器、一号电阻器、二号电阻器、三号电阻器、无线收发模块和外部遥控器，控制器、接触器、一号电阻器、二号电阻器、三号电阻器和无线收发模块均置于转子铁心的内腔中，一号电阻器的一端通过接触器的常开触点与AX绕组的A端连通，二号电阻器的一端通过接触器的常开触点与BY绕组的B端连通，三号电阻器的一端通过接触器的常开触点与CZ绕组的C端连通，一号电阻器的另一端、二号电阻器的另一端与三号电阻器的另一端连通，AX绕组的A端、BY绕组的B端与CZ绕组的C端同时连接在接触器的常闭触点上，接触器的线圈的一端与控制器的一个接触控制输出端连通，接触器的线圈的另一端与控制器的另一个接触控制输出端连通；无线收发模块的信号输出端与控制器的无线接收信号的输入端连通；无线收发模块与外部遥控器通过无线信号通信；

控制器具体控制过程为：步骤一一、控制器和端口初始化；步骤一二、通过P1.0使能无线接收芯片；步骤一三、通过P0.0口输出占空比为D的PWM波形；步骤一四、从SPI的数据寄存器取入数据；步骤一五、判断是否串电阻，是，则执行步骤一六，否，则从P0.1口输出低电平，返回步骤一五；步骤一六、从P0.1口输出高电平；步骤一七、判断是否继续，是，则执行步骤一五，否，则结束；

外部遥控器包括遥控单片机和遥控无线收发模块，遥控无线收发模块的信号输入端与遥控单片机控制信号的输出端连通；外部遥控器具体控制过程为：步骤二一、遥控单片机和端口初始化；步骤二二、通过P2.0使能无线接收芯片；步骤二三、从存储区取出对电动机是否进行串电阻的指令；步骤二四、判断是否串电阻，是，则执行步骤二五，否，则返回步骤二四；步骤二五、对SPI的数据寄存器存入命令数据；步骤二六、使SPI发出命令数据；步骤二七、判断是否继续，是，则执行步骤二四，否，则结束。

本发明将电动机起动时所需要的电阻和控制器都放置到电动机内部，不需要外接电阻技术所需要的电刷和滑环机构，集成性好，使电动机成为一个完整系统。由于电阻和控制器都是在电动机制造时预装连线，可靠性高于现有电动机装置50%。在电动机外面使用外部对电动机内部所串电阻进行无线遥控，操控更方便。

附图说明

图1为本发明的轴侧图，图2为本发明的结构示意图，图3为本发明的结构示意图，图4为电动机转子铁心内部的电路图，图5为外部遥控器的电路图，图6为控制器的流程图，图7为外部遥控器的流程图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7说明本实施方式，本实施方式所述内装可控转子电阻的绕线电动机装置，它包括绕线转子电动机1，转子铁心1-2同轴环套设置在定子1-1的内腔中，转子铁心1-2的外表面与定子1-1的内表面之间留有空气隙1-3，三相绕组对应环绕在转子铁心1-2的外表面，所述三相绕组分别是AX、BY和CZ，它还包括控制器2-1、接触器2-2、一号电阻器2-3、二号电阻器2-4、三号电阻器2-5、无线收发模块和外部遥控器2-6，控制器2-1、接触器2-2、一号电阻器2-3、二号电阻器2-4、三号电阻器2-5和无线收发模块均置于转子铁心1-2的内腔中，一号电阻器2-3的一端通过接触器2-2的常开触点K1与AX绕组的A端连通，二号电阻器2-4的一端通过接触器2-2的常开触点K1与BY绕组的B端连通，三号电阻器2-5的一端通过接触器2-2的常开触点K1与CZ绕组的C端连通，一号电阻器2-3的另一端、二号电阻器2-4的另一端与三号电阻器2-5的另一端连通，AX绕组的A端、BY绕组的B端与CZ绕组的C端同时连接在接触器2-2的常闭触点K2上，接触器2-2的线圈的一端与控制器2-1的一个接触控制输出端连通，接触器2-2的线圈的另一端与控制器2-1的另一个接触控制输出端连通；无线收发模块的信号输出端与控制器2-1的无线接收信号的输入端连通；无线收发模块与外部遥控器2-6通过无线信号通信；

控制器2-1具体控制过程为：步骤一一、控制器和端口初始化；步骤一二、通过P1.0使能无线接收芯片；步骤一三、通过P0.0口输出占空比为D的PWM波形；步骤一四、从SPI的数据寄存器取入数据；步骤一五、判断是否串电阻，是，则执行步骤一六，否，则从P0.1口输出低电平，返回步骤一五；步骤一六、从P0.1口输出高电平；步骤一七、判断是否继续，是，则执行步骤一五，否，则结束；

外部遥控器2-6包括遥控单片机和遥控无线收发模块，遥控无线收发模块的信号输入端与遥控单片机控制信号的输出端连通；外部遥控器2-6具体控制过程为：步骤二一、遥控单片机和端口初始化；步骤二二、通过P2.0使能无线接收芯片；步骤二三、从存储区取出对电动机是否进行串电阻的指令；步骤二四、判断是否串电阻，是，则执行步骤二五，否，则返回步骤二四；步骤二五、对SPI的数据寄存器存入命令数据；步骤二六、使SPI发出命令数据；步骤二七、判断是否继续，是，则执行步骤二四，否，则结束。

具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述内装可控转子电阻的绕线电动机装置的进一步限定，电动机1其中的一个电动机端盖由端盖外环1-6和端盖内环1-4组成，端盖内环1-4的中心开有通透的孔洞，电动机轴1-5通过所述孔洞，端盖内环1-4与端盖外环1-6同轴固接。

具体实施方式三：结合图1说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式二所述内装可控转子电阻的绕线电动机装置的进一步限定，端盖内环1-4采用非金属环。

端盖内环1-4采用非金属环，便于无线电波穿过。

具体实施方式四：本实施方式是对具体实施方式一所述内装可控转子电阻的绕线电动机装置的进一步限定，无线收发模块采用NRF905模块。

具体实施方式五：结合图2说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述内装可控转子电阻的绕线电动机装置的进一步限定，控制器2-1和遥控单片机均采用C8051F020单片机。

具体实施方式六：结合图2和图3说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述内装可控转子电阻的绕线电动机装置的进一步限定，一号电阻器2-3、二号电阻器2-4和三号电阻器2-5均采用10欧姆的电阻。

三个电阻器的一端通过接触器常开触点K1分别和三个绕组的A、B、C端子相联，A、B、C端子还通过接触器常闭触点K2相联，见图2；三个电阻器的另一端连接到一起，见图3。接触器的线圈的两根线与控制器相连。这样，控制器可以通过接触器控制电阻器与电动机绕组是否连接。

控制器的具体电路见图4：DC是锂电池，M1是由单片机C8051F020的数字输出端子P0.0控制的开关，M1工作在开关状态，使流经变压器T的初级绕组L1的电流变化，而在次级的两个绕组L2和L3上分别感应出足够高的电压。D1是续流二极管，当M1断开时给L1提供放电回路。变压器T次级L2的感应电压经D2整流后为24V，提供给接触器L4和开关M2支路电能。变压器T次级L3的感应电压经D3整流后为3.3V，给单片机供电。单片机通过SPI总线的MOSI、MISO、SCK接收来自无线接收器的通或者断的控制信号，根据其控制信号情况通过数字输出端子P0.1控制接触器L4的线圈的通断。

具体工作过程为：在没有外部遥控器使其导通的情况下，无论是在电动机静止时,还是在电动机转动时，接触器L4所带的常闭触点K2闭合，而使A、B和C三个端子相连，相当于短路；在外部遥控器使其导通的情况下，就通过数字输出端子P0.1控制接触器L4的线圈的接通，而使接触器L4所带的常开触点K1闭合，同时使接触器L4所带的常闭触点K2断开，故将A、B和C三个端子不直接相连，而将三个电阻以星形方式接到对应的三个绕组中，实现了电动机的串电阻起动或调速。

当外部遥控器使其断开的情况下，内部控制器断开接触器L4线圈，使接触器L4所带的常开触点K1断开，同时使接触器L4所带的常闭触点K2闭合，故将A、B和C三个端子直接相连，而将三个电阻切离三个绕组。

电动机内部控制器的流程图见图5，外部遥控器的流程图见图6。

Claims (6)

1.内装可控转子电阻的绕线电动机装置，它包括绕线转子电动机(1)，转子铁心(1-2)同轴环套设置在定子(1-1)的内腔中，转子铁心(1-2)的外表面与定子(1-1)的内表面之间留有空气隙(1-3)，三相绕组对应环绕在转子铁心(1-2)的外表面，所述三相绕组分别是AX、BY和CZ，其特征在于，它还包括控制器(2-1)、接触器(2-2)、一号电阻器(2-3)、二号电阻器(2-4)、三号电阻器(2-5)、无线收发模块和外部遥控器(2-6)，控制器(2-1)、接触器(2-2)、一号电阻器(2-3)、二号电阻器(2-4)、三号电阻器(2-5)和无线收发模块均置于转子铁心(1-2)的内腔中，一号电阻器(2-3)的一端通过接触器(2-2)的常开触点(K1)与AX绕组的A端连通，二号电阻器(2-4)的一端通过接触器(2-2)的常开触点(K1)与BY绕组的B端连通，三号电阻器(2-5)的一端通过接触器(2-2)的常开触点(K1)与CZ绕组的C端连通，一号电阻器(2-3)的另一端、二号电阻器(2-4)的另一端与三号电阻器(2-5)的另一端连通，AX绕组的A端、BY绕组的B端与CZ绕组的C端同时连接在接触器(2-2)的常闭触点(K2)上，接触器(2-2)的线圈的一端与控制器(2-1)的一个接触控制输出端连通，接触器(2-2)的线圈的另一端与控制器(2-1)的另一个接触控制输出端连通；无线收发模块的信号输出端与控制器(2-1)的无线接收信号的输入端连通；无线收发模块与外部遥控器(2-6)通过无线信号通信；

控制器(2-1)具体控制过程为：步骤一一、控制器和端口初始化；步骤一二、通过P1.0使能无线接收芯片；步骤一三、通过P0.0口输出占空比为D的PWM波形；步骤一四、从SPI的数据寄存器取入数据；步骤一五、判断是否串电阻，是，则执行步骤一六，否，则从P0.1口输出低电平，返回步骤一五；步骤一六、从P0.1口输出高电平；步骤一七、判断是否继续，是，则执行步骤一五，否，则结束；

外部遥控器(2-6)包括遥控单片机和遥控无线收发模块，遥控无线收发模块的信号输入端与遥控单片机控制信号的输出端连通；外部遥控器(2-6)具体控制过程为：步骤二一、遥控单片机和端口初始化；步骤二二、通过P2.0使能无线接收芯片；步骤二三、从存储区取出对电动机是否进行串电阻的指令；步骤二四、判断是否串电阻，是，则执行步骤二五，否，则返回步骤二四；步骤二五、对SPI的数据寄存器存入命令数据；步骤二六、使SPI发出命令数据；步骤二七、判断是否继续，是，则执行步骤二四，否，则结束。

2.根据权利要求1所述内装可控转子电阻的绕线电动机装置，其特征在于，电动机(1)其中的一个电动机端盖由端盖外环(1-6)和端盖内环(1-4)组成，端盖内环(1-4)的中心开有通透的孔洞，电动机轴(1-5)通过所述孔洞，端盖内环(1-4)与端盖外环(1-6)同轴固接。

3.根据权利要求2所述内装可控转子电阻的绕线电动机装置，其特征在于，端盖内环(1-4)采用非金属环。

4.根据权利要求1所述内装可控转子电阻的绕线电动机装置，其特征在于，无线收发模块采用NRF905模块。

5.根据权利要求1所述内装可控转子电阻的绕线电动机装置，其特征在于，控制器(2-1)和遥控单片机均采用C8051F020单片机。

6.根据权利要求1所述内装可控转子电阻的绕线电动机装置，其特征在于，一号电阻器(2-3)、二号电阻器(2-4)和三号电阻器(2-5)均采用10欧姆的电阻。

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