CN104852666B - 一种抑制单相电容运转电动机振动噪声的控制方法 - Google Patents

一种抑制单相电容运转电动机振动噪声的控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104852666B
CN104852666B CN201510238179.9A CN201510238179A CN104852666B CN 104852666 B CN104852666 B CN 104852666B CN 201510238179 A CN201510238179 A CN 201510238179A CN 104852666 B CN104852666 B CN 104852666B
Authority
CN
China
Prior art keywords
motor
winding
auxiliary winding
voltage
main winding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201510238179.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104852666A (zh
Inventor
赵浩
冯浩
吴晓阳
周丽
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiaxing University
Original Assignee
Jiaxing University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiaxing University filed Critical Jiaxing University
Priority to CN201510238179.9A priority Critical patent/CN104852666B/zh
Publication of CN104852666A publication Critical patent/CN104852666A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104852666B publication Critical patent/CN104852666B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

本发明提供一种抑制单相电容运转电动机振动噪声的控制方法，包括主绕组、副绕组、启动电容和可调运行电容，检测电动机空载运行时，主绕组通电断开副绕组时副绕组的感应电动势，以及副绕组通电断开主绕组时主绕组的感应电动势，获取主、副绕组的有效匝数比，对电动机施加额定电压使其拖动负载运转，正常运行后断开启动电容，接入可调运行电容，并检测此时主绕组、副绕组和可调运行电容的电压，获取气隙磁场的椭圆度信息，根据该信息改变可调运行电容容值，优化气隙磁场椭圆度，能够有效抑制普通单相电容运转电动机负载运行时的振动噪声，且可以根据电动机拖动负载的不同而改变可调运行电容，保证电动机在拖动多种负载时都具有较小的振动噪声。

Description

一种抑制单相电容运转电动机振动噪声的控制方法
技术领域
本发明涉及一种电动机的控制方法，特别是涉及一种抑制单相电容运转电动机振动噪声的控制方法。
背景技术
单相电容运转电动机具有结构简单、价格低廉、维修方便等优点，在工农业生产中常用作微型机械的动力源，同时在家用电器、小型电动工具中也得到了广泛的应用，例如空调压缩机用单相电机、抽油烟机用单相电机，电动卷帘门用单相电机等等。但与同容量的三相异步电动机相比，其运行性能较差，主要表现在电机运行中存在较为明显的振动噪声，且振动噪声随单相电动机拖动机械负载的不同而变化，从而限制了单相电容运转电动机的应用范围和场所。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供了一种抑制单相电容运转电动机振动噪声的控制方法，能够保证单相电容运转电动机在拖动多种机械负载运行时，都具有较小的振动噪声。
本发明提供：一种抑制单相电容运转电动机振动噪声的控制方法，
其电路：串联后的主绕组及第一控制开关、串联后的启动电容及第二控制开关以及串联后的可调运行电容及第三控制开关依次并
联，第一控制开关与第二控制开关之间连接副绕组；
其控制方法如下：
步骤一，闭合第一控制开关，闭合第二控制开关，断开第三控制开关，对单相电动机绕组施加额定电压U1N，转子空载启动，待转子运行稳定后，将第二控制开关断开，检测此时副绕组两端的感应电动势，记为E2；
步骤二，将第二控制开关闭合，断开第一控制开关，检测主绕组两端的感应电动势，记为E1；
步骤三，根据上述步骤中得到的主、副绕组感应电动势，通过计算得到主、副绕组的有效匝数比；
步骤四，电动机断电后停机，将电动机与拖动的机械负载连接，副绕组串接起启动电容后与主绕组并联，对电动机绕组施加额定电压使其拖动负载起动，正常运行后断开启动电容，接入可调运行电容，并检测电动机拖动负载时的主绕组电压U1、副绕组电压U2和可调运行电容电压Uc；
步骤五，根据余弦定理得到主绕组电压U1和副绕组电压U2两者相位的夹角
步骤六，定义电动机气隙磁场的椭圆度信息为α，通过
得出电动机气隙磁场的椭圆度信息；
步骤七，通过调节可调运行电容的容值，使得0.95<α<1.05。
通过步骤四获得主绕组电压U1、主绕组电流I1、主绕组等效电阻R1'、主绕组等效电抗X1'、副绕组电压U2、副绕组电流I2、副绕组等效电阻R'2、副绕组等效电抗X'2以及可调运行电容电压Uc，转换成相量图。
所述相量图中的相量I1R1'和相量I2R'2，两者的末端始终位于以相量U1为直径的外接圆的圆弧上，相量U1、U2和Uc组成一个闭合的三角形。
所述步骤六中，主绕组电压U1产生的磁通量Φ1和副绕组电压U2产生的磁通量Φ2，通过变压器公式获得。
本发明与现有技术相比，最大的不同在于本发明不是通过线路改接来减小单相电容运行电动机的振动噪声，而是依据旋转磁场理论，通过调节运行电容容值，来改善单相电容运行电动机气隙磁场的椭圆度，进而抑制电动机负载运行时的振动噪声。本发明首先通过空载试验获取单相电动机主、副绕组的有效匝数比，然后根据单相电动机拖动机械负载运行时的主绕组电压、副绕组电压和运行电容电压三者的相量关系，获取单相电动机气隙磁场的椭圆度信息，最后通过调节单相电机运行电容容值来改善气隙磁场的椭圆度，能够有效抑制电动机运行时振动噪声，从而有效扩大了单相电容运行电动机的使用范围和场所。
此外，本发明可以根据电动机拖动机械负载的不同而改变可调运行电容，保证电动机在拖动多种机械负载时都具有较小的振动噪声，可以对单相电容运行电动机的振动噪声抑制实现精细控制，而现有的通过线路改接来减小单相电容运行电动机振动噪声的方法，无法实现这一功能。
附图说明
图1为单相电容电动机运行时主副绕组及电容的接线图。
图2为单相电容电动机负载时主、副绕组电参数和可调运行电容电参数的相量图。
图3为单相电容电动机负载时气隙磁场椭圆度的计算原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例作进一步说明：
图1为单相电容电动机运行时主副绕组及电容的接线图，包括：主绕组1及第一控制开关2、副绕组3、转子4、启动电容5及第二控制开关6、可调运行电容7及第三控制开关8。副绕组3与启动电容5串接后，闭合第二控制开关6，再与主绕组1并联，闭合第一控制开关2，断开第三控制开关8，对单相电动机绕组施加额定电压U1N，电动机的转子4空载启动，待转子4运行稳定后，将第二控制开关6断开，即副绕组3和启动电容5从电源两端断开，检测此时副绕组3两端的感应电动势，记为E2；将第二控制开关6闭合，即副绕组3和串接的启动电容5接回电源两端，断开第一控制开关2，即断开主绕组1，检测主绕组1两端的感应电动势，记为E1。设主、副绕组的有效匝数分别为N1、N2，则主、副绕组的有效匝数比为：
图2为单相电容电动机负载时主、副绕组电参数和可调运行电容电参数的相量图，包括：主绕组电压U1；主绕组电流I1；主绕组等效电阻R1'；主绕组等效电抗X1'；副绕组电压U2；副绕组电流I2；副绕组等效电阻R'2；副绕组等效电抗X'2；可调运行电容电压Uc。当电动机拖动机械负载运行时，分别检测主绕组电压U1值、副绕组电压U2值和可调运行电容电压Uc值，由于三者合成为闭合的三角形，根据余弦定理可以得到主绕组电压U1和副绕组电压U2两者相位的夹角
图3为单相电容电动机负载时气隙磁场椭圆度的计算原理图，定义电动机气隙磁场的椭圆度信息为α，其为交轴磁场幅值Φq与直轴磁场幅值Φd的比值，即
主绕组电压U1产生的磁通量Φ1和副绕组电压U2产生的磁通量Φ2，通过变压器公式获得。
根据图3可得：
当电动机施加额定励磁电压，且转子拖动的机械负载不变时，若可调运行电容7的容值变化，则副绕组电压U2的幅值会随之发生变化，U2的相位基本保持不变，会导致副绕组产生的磁通量Φ2的幅值产生变化，磁通量Φ2的相位基本不变，从而会改变电动机气隙磁场的椭圆度信息α。
例如单相电动机拖动机械负载运行时，根据图3得到的气隙磁场的椭圆度α＞1，再根据余弦定理求得的主绕组电压U1和副绕组电压U2两者相位的夹角(单相电动机负载运行时，夹角的范围约为85°～100°，与负载大小有关)，此时应该增加可调运行电容7的容值，副绕组电压U2的幅值会变大，其形成的磁通量Φ2变大，则气隙磁场的椭圆度α会减小；反之，若气隙磁场的椭圆度α＜1，则减小可调运行电容7的容值，副绕组电压U2的幅值会变小，其形成的磁通量Φ2变小，则气隙磁场的椭圆度α会增加；保持气隙磁场的椭圆度α在0.95-1.05范围内，能够有效抑制电动机负载运行时的振动噪声。
当单相电容电动机拖动的机械负载变化时，副绕组电压U2的幅值和可调运行电容电压的幅值Uc会同时发生变化，则导致主绕组电压U1和副绕组电压U2两者相位的夹角发生变化，进而引起气隙磁场椭圆度α的改变，同样可以根据上述过程调节可调运行电容7的容值，保持电动机气隙磁场的椭圆度α在0.95-1.05范围内，从而保证电动机在拖动多种机械负载时都具有较小的振动噪声。
实施例不应视为对本发明的限制，但任何基于本发明的精神所作的改进，都应在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种抑制单相电容运转电动机振动噪声的控制方法，其特征在于：
其电路：串联后的主绕组(1)及第一控制开关(2)、串联后的启动电容(5)及第二控制开关(6)以及串联后的可调运行电容(7)及第三控制开关(8)依次并联，第一控制开关(2)与第二控制开关(6)之间连接副绕组(3)；
其控制方法如下：
步骤一，闭合第一控制开关(2)，闭合第二控制开关(6)，断开第三控制开关(8)，对单相电动机绕组施加额定电压U1N，转子(4)空载启动，待转子(4)运行稳定后，将第二控制开关(6)断开，检测此时副绕组(3)两端的感应电动势，记为E2；
步骤二，将第二控制开关(6)闭合，断开第一控制开关(2)，检测主绕组(1)两端的感应电动势，记为E1；
步骤三，根据上述步骤中得到的主、副绕组感应电动势，通过计算得到主、副绕组的有效匝数比；
步骤四，电动机断电后停机，将电动机与拖动的机械负载连接，副绕组(3)串接起启动电容(5)后与主绕组(1)并联，对电动机绕组施加额定电压使其拖动负载起动，正常运行后断开启动电容(5)，接入可调运行电容(7)，并检测电动机拖动负载时的主绕组电压U1、副绕组电压U2和可调运行电容电压Uc；
步骤五，根据余弦定理得到主绕组电压U1和副绕组电压U2两者相位的夹角
步骤六，定义电动机气隙磁场的椭圆度信息为α，通过得出电动机气隙磁场的椭圆度信息
步骤七，通过调节可调运行电容的容值，使得0.95<α<1.05，并且根据电动机拖动机械负载的不同而改变可调运行电容。
2.根据权利要求1所述的一种抑制单相电容运转电动机振动噪声的控制方法，其特征在于：通过步骤四获得主绕组电压U1、主绕组电流I1、主绕组等效电阻R1′、主绕组等效电抗X1′、副绕组电压U2、副绕组电流I2、副绕组等效电阻R2′、副绕组等效电抗X2′以及可调运行电容电压Uc，转换成相量图。
3.根据权利要求2所述的一种抑制单相电容运转电动机振动噪声的控制方法，其特征在于：所述相量图中的相量I1R1′和相量I2R2′，两者的末端始终位于以相量U1为直径的外接圆的圆弧上，相量U1、U2和Uc组成一个闭合的三角形。
4.根据权利要求1所述的一种抑制单相电容运转电动机振动噪声的控制方法，其特征在于，所述步骤六中，主绕组电压U1产生的磁通量φ1和副绕组电压U2产生的磁通量φ2，通过变压器公式获得。
CN201510238179.9A 2015-05-12 2015-05-12 一种抑制单相电容运转电动机振动噪声的控制方法 Expired - Fee Related CN104852666B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510238179.9A CN104852666B (zh) 2015-05-12 2015-05-12 一种抑制单相电容运转电动机振动噪声的控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510238179.9A CN104852666B (zh) 2015-05-12 2015-05-12 一种抑制单相电容运转电动机振动噪声的控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104852666A CN104852666A (zh) 2015-08-19
CN104852666B true CN104852666B (zh) 2017-08-11

Family

ID=53852062

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510238179.9A Expired - Fee Related CN104852666B (zh) 2015-05-12 2015-05-12 一种抑制单相电容运转电动机振动噪声的控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104852666B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107017748A (zh) * 2017-05-24 2017-08-04 福安市伊莱特电机有限公司 单相电机
CN117250498A (zh) * 2022-06-10 2023-12-19 谷轮环境科技（苏州）有限公司 检测电机的参数的方法和装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201536342U (zh) * 2009-10-20 2010-07-28 美的集团有限公司 换气扇用单相电容运转异步电动机的控制装置
CN102142751A (zh) * 2011-03-04 2011-08-03 陈伯川 单相电容运转电机多倍电量移相方法及其电路结构
CN103762806A (zh) * 2014-01-21 2014-04-30 杭州电子科技大学 一种罩极式单相交流异步电动机振动转矩的抑制方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201536342U (zh) * 2009-10-20 2010-07-28 美的集团有限公司 换气扇用单相电容运转异步电动机的控制装置
CN102142751A (zh) * 2011-03-04 2011-08-03 陈伯川 单相电容运转电机多倍电量移相方法及其电路结构
CN103762806A (zh) * 2014-01-21 2014-04-30 杭州电子科技大学 一种罩极式单相交流异步电动机振动转矩的抑制方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
助磁式单相异步电动机的研究;毛制怒;《中国优秀博硕士学位论文全文数据库（硕士） 工程科技II辑》;20051015(第6期);C042-32 *
新型动平衡机振动系统和驱动系统研究;李英霞;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技II辑》;20080615(第6期);C030-40 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN104852666A (zh) 2015-08-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Espina et al. Reduction of output common mode voltage using a novel SVM implementation in matrix converters for improved motor lifetime
Huang et al. Analysis and control of multiphase permanent-magnet bearingless motor with a single set of half-coiled winding
CN101345464B (zh) 一种采用交直交变流器调速的双馈电动机及其启动控制方法
CN103683775B (zh) 一种三次谐波励磁同步电机
CN104422885A (zh) 电动机实时在线测试系统
Jiao et al. Aircraft brushless wound-rotor synchronous starter–generator: A technology review
CN104852666B (zh) 一种抑制单相电容运转电动机振动噪声的控制方法
CN104065223A (zh) 大容量高速开关磁阻电动机
CN104753420B (zh) 同步电机的交流变频感应无刷励磁系统
Ghoroghchian et al. Dual-pole line start permanent magnet synchronous motor with series-parallel magnetic structure
CN104753279A (zh) 交流变频感应无刷励磁的单电枢同步电机
Zhao et al. Design of optimal digital controller for stable super-high-speed permanent-magnet synchronous motor
CN101938245A (zh) 隐极式永磁同步电机磁链自适应直接转矩控制方法
CN103036378A (zh) 无定子的三电刷双转子内圈永磁体同步电机
CN108183647A (zh) 一种异步电机离线静态参数辨识方法及其装置
CN104422886A (zh) 三相异步电动机测试系统
CN103036379A (zh) 无定子的三电刷双转子外圈永磁体同步电机
CN207559741U (zh) 抽油机用高效智能电力拖动装置
CN106026824B (zh) 一种识别不同型号交流电机的方法
CN203775101U (zh) 同步电机的交流变频感应无刷励磁系统
Kou et al. An envelope-prediction-based sensorless rotor position observation scheme for LCI-fed EESM at zero and low speed
Jia et al. Research on the reactive power regulation capability of stator dc current excited vernier reluctance machine
CN207573119U (zh) 一种无刷电容励磁发电机
CN206628963U (zh) 可变电容的单相电容运转异步电动机
Kahourzade et al. Single-phase loading behavior of the isolated 3ph spoke interior permanent-magnet generator

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
EXSB Decision made by sipo to initiate substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Zhao Hao

Inventor after: Feng Hao

Inventor after: Wu Xiaoyang

Inventor after: Zhou Li

Inventor before: Zhao Hao

Inventor before: Feng Hao

Inventor before: Wu Xiaoyang

CB03 Change of inventor or designer information
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20170811

Termination date: 20180512

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee