CN105322834A - 一种三相永磁同步电动机的控制电路 - Google Patents

一种三相永磁同步电动机的控制电路 Download PDF

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周志民
管小梅
杨生强
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Abstract

一种三相永磁同步电动机的控制电路。提供了一种采用在全电压双转矩启动，以有效地降低细纱断头率，满足细纱机的工艺要求的三相永磁同步电动机的控制电路。包括电动机、第一接触器和第二接触器，所述第一接触器的上桩头分别通过联结线L1、L2和L3联结三相电源，下桩头依次通过接头T1、T2和T3，接线柱U1、V1、W1联结定子绕组一；所述第二接触器的一端联结接头T1、T2和T3，另一端通过接线柱U2、V2和W2联结定子绕组二，所述第二接触器还包括吸铁线圈和时间继电器，所述时间继电器通过吸铁线圈控制第二接触器动作。本发明采用双转矩启动时，细纱机断头率明显降低，满足了工艺要求。

Description

一种三相永磁同步电动机的控制电路
技术领域
本发明涉及细纱机用的电动机控制电路。
背景技术
目前，在节能减排和国家实施电机能效提升计划中，由于永磁电动机在高效电动机中的效率最高，可达到GB30523-2013标准中的1级能效等级，节电明显，已得到用户、尤其是纺织行业用户的注视和应用。在细纱机应用中，以18.5KW-4为例，原纺织专用异步电动机采用双极电机，功率为17/9KW和17/11KW两种，启动时，堵转转矩分别为152.2N.m和186N.m，而采用18.5KW永磁电机取代异步电机，由于永磁电机堵转转矩倍数达2.5，且全功率18.5KW、全电压380V直接启动，此时，向细纱机输出的堵转转矩高达295N.m，是17/9KW异步电机堵转转矩的1.94倍，是17/11KW异步电机堵转转矩的1.59倍，永磁电动机全电压直接启动时的堵转转矩远高于双极异步电机启动极输出的堵转转矩，直接的后果是细纱机断头率偏高，用户不能接受。
为了节能，有的用户对双极异步电机进行节能改造时，改为变频调速器启动，但使节能改造成本提高一倍，投资回收期延长一倍。
发明内容
本发明针对以上问题，提供了一种采用在全电压双转矩启动，以有效地降低细纱断头率，满足细纱机的工艺要求的三相永磁同步电动机的控制电路。
本发明的技术方案是：包括电动机、第一接触器和第二接触器，
所述电动机包括接线盒、定子绕组一和定子绕组二，所述接线盒内设有六个接线柱U1、V1、W1、、U2、V2和W2，所述定子绕组一和定子绕组二并联；
所述第一接触器的上桩头分别通过联结线L1、L2和L3联结三相电源，下桩头依次通过接头T1、T2和T3，接线柱U1、V1、W1联结定子绕组一；
所述第二接触器的一端联结接头T1、T2和T3，另一端通过接线柱U2、V2和W2联结定子绕组二，所述第二接触器还包括吸铁线圈和时间继电器，所述时间继电器通过吸铁线圈控制第二接触器动作。
所述定子绕组一和定子绕组二分别为三股电磁线并绕、且分别采用星形联结；所述接线柱U1、V1、W1接定子绕组一的引接线，所述接线柱U2、V2、W2接定子绕组二的引接线；
所述定子绕组一的尾端X1、Y1、Z1和定子绕组二的尾端X2、Y2、Z2焊接，为电动机定子星形联结的中性点。
所述定子绕组一的线圈直径小于定子绕组二的线圈直径。
本发明的细纱机用双转矩启动三相永磁同步电动机是一种细纱机用全电压启动的三相永磁同步电动机，其启动时，先输出60%堵转转矩，0.5秒后再输出100%堵转转矩，完成启动过程。先输出60%堵转转矩，此时，18.5KW永磁电动机堵转转矩为176.7N.m.，是17/9KW双极异步电动机堵转转矩的1.16倍，是17/11KW双极异步电动机堵转转矩的0.95倍，在0.5秒时，永磁电动机转速到达准同步前，投入另一半绕组，此时永磁电机输出额定堵转转矩和牵入转矩，将永磁电机顺利牵入同步，获得了预期的效果。
一般采用异步启动同步运转的细纱机三相永磁同步电动机，堵转转矩倍数为≥2.5，而为细纱机配套的三相异步电动机采用4/6极、17/9KW或17/11KW，其堵转转矩倍数为1.5/1.7，其启动时采用6极、9KW或11KW，此时细纱机异步电机启动时为低速、低堵转转矩，目的是满足细纱机工艺需要，断头率低，而异步启动、同步运转的三相永磁同步电动机全电压启动时堵转转矩比原配套的三相异步双极电动机启动时的堵转转矩高1.59～1.94倍。另一方面，细纱机一落纱后棉条搭上纱锭，处于“棉花纤维”状态，强度弱，致使永磁电机启动时对细纱机冲击大，断头多，采用双转矩启动时，永磁电机堵转转矩是异步电机堵转转矩的0.93～1.16倍，两种电动机堵转转矩水平相当，永磁电动机启动时，细纱机断头率明显降低，满足了工艺要求，在锭子转速低于16000r/min的细纱机上得到了推广应用。
附图说明
图1是本发明的结构示意图，
图2是直接启动时接线柱的连接结构示意图，
图3是双扭矩启动时接线柱的连接结构示意图；
图中1是定子绕组一，2是定子绕组二，3是吸铁线圈，4是时间继电器，
XC1为第一接触器，XC2为第二接触器。
具体实施方式
本发明如图1-3所示，包括电动机、第一接触器和第二接触器，
所述电动机包括接线盒、定子绕组一和定子绕组二，所述接线盒内设有六个接线柱U1、V1、W1、、U2、V2和W2，所述定子绕组一和定子绕组二并联；
所述第一接触器的上桩头分别通过联结线L1、L2和L3联结三相电源，下桩头依次通过接头T1、T2和T3，接线柱U1、V1、W1联结定子绕组一；
所述第二接触器的一端联结接头T1、T2和T3，另一端通过接线柱U2、V2和W2联结定子绕组二，所述第二接触器还包括吸铁线圈和时间继电器，所述时间继电器通过吸铁线圈控制第二接触器动作。
所述定子绕组一和定子绕组二分别为三股电磁线并绕、且分别采用星形联结；所述接线柱U1、V1、W1接定子绕组一的引接线，所述接线柱U2、V2、W2接定子绕组二的引接线；
所述定子绕组一的尾端X1、Y1、Z1和定子绕组二的尾端X2、Y2、Z2焊接，为电动机定子星形联结的中性点。
所述定子绕组一的线圈直径小于定子绕组二的线圈直径。
文字中，U1、V1、W1、、U2、V2和W2分别对应图中U1、V1、W1、U2、V2和W2，
T1、T2和T3分别对应图中T1、T2和T3，
L1、L2和L3分别对应图中L1、L2和L3，便于图中进行标记；
应用中，细纱机用双转矩启动三相永磁同步电动机的方法是采取以下技术措施后实现的（仍以18.5KW-4极永磁同步电动机为例说明）：
（1）、本发明要求永磁电动机定子绕组为多股电磁线并绕，并采用每相一路串联，星形联结，降低损耗，完全能满足要求，本例18.5KW采用3～Φ1.18、3～Φ1.20并绕，一路串联，星形联接。
（2）、本发明的接线图如附图1所示，从附图中三相电源（3～AC,380V）用联结线L1、L2和L3联结，L1、L2和L3联结另一端接第一接触器XC1的上桩头，XC1的下桩头接T1、T2和T3。同时与永磁电动机第一组绕组（即定子绕组一）3～Φ1.18联结。由于三相交流电源合闸通电，XC1触点闭合，U1、V1、W1通电，永磁同步电动机第一组绕组3～Φ1.18通电，永磁同步电动机输出60%堵转转矩启动细纱机；
T1、T2和T3接点另一路接第二接触器XC2触点上桩头L1、L2和L3，第二接触器种的时间继电器常开接点67、68延时0.5秒闭合，第二接触器中的吸铁线圈充电，导致第二接触器触点L1-T1、L2-T2、L3-T3闭合，使永磁同步电动机第二组绕组（即定子绕组二）3～Φ1.20通电，此时永磁电动机输出100%堵转转矩和额定牵入转矩，永磁电动机驱动细纱机顺利牵入同步运行。
（3）、本发明涉及的细纱机用双转矩启动三相永磁同步电动机的接线方式是：
直接启动时，永磁同步电动机定子绕组一3～Φ1.18的同名端接U1、V1、W1，定子绕组二3～Φ1.20的同名端接U2、V2、W2，两组绕组的尾端X1、Y1、Z1和X2、Y2、Z2焊接在一起，成为永磁电动机定子星形联结的中性点，置于永磁电机绕组端部，不外接。永磁同步电动机出厂时，接线盒中U1、U2、V1、V2，W1、W2接线柱间采用铜质联结片短结，如图2所示，如果永磁同步电动机采用直接启动，则将三相电源线U、V、W直接与接线柱U2、V2、W2或者U1、V1、W1联结；如图3所示，如果采用本发明所涉及的双转矩启动，则需将U1-U2、V1-V2和W1-W2之间的铜质联结片拆除，XC1接触器触点T1、T2、T3与U1、V1、W1联结，XC2接触器触点T1、T2、T3与U2、V2、W2联结，即可合闸启动。
（4）、本发明所涉及的细纱机用双转矩启动三相永磁同步电动机，在采用3～Φ1.18
一组绕组启动时和采用3～Φ1.18、3～Φ1.20两组绕组启动时的实测值为表1所示：
表1
由上表1可验证，本发明和实测值相吻合，工作中，可有效地降低细纱断头率。

Claims (3)

1.一种三相永磁同步电动机的控制电路，其特征在于，包括电动机、第一接触器和第二接触器，
所述电动机包括接线盒、定子绕组一和定子绕组二，所述接线盒内设有六个接线柱U1、V1、W1、、U2、V2和W2，所述定子绕组一和定子绕组二并联；
所述第一接触器的上桩头分别通过联结线L1、L2和L3联结三相电源，下桩头依次通过接头T1、T2和T3，接线柱U1、V1、W1联结定子绕组一；
所述第二接触器的一端联结接头T1、T2和T3，另一端通过接线柱U2、V2和W2联结定子绕组二，所述第二接触器还包括吸铁线圈和时间继电器，所述时间继电器通过吸铁线圈控制第二接触器动作。
2.根据权利要求1所述的一种三相永磁同步电动机的控制电路，其特征在于，所述定子绕组一和定子绕组二分别为三股电磁线并绕、且分别采用星形联结；所述接线柱U1、V1、W1接定子绕组一的引接线，所述接线柱U2、V2、W2接定子绕组二的引接线；
所述定子绕组一的尾端X1、Y1、Z1和定子绕组二的尾端X2、Y2、Z2焊接，为电动机定子星形联结的中性点。
3.根据权利要求1所述的一种三相永磁同步电动机的控制电路，其特征在于，所述定子绕组一的线圈直径小于定子绕组二的线圈直径。
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