CN109245621A - 一种单相串励电动机能耗制动控制系统和单相串励电动机 - Google Patents
一种单相串励电动机能耗制动控制系统和单相串励电动机 Download PDFInfo
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Abstract
一种单相串励电动机能耗制动控制系统，其包括：电枢、第一电源模块、开关模块、自励绕组模块、他励绕组模块以及第二电源模块，开关模块通过接收动作信号后切换单相串励电动机工作状态，自励绕组模块接收电枢两端的剩磁电压产生自励磁磁动势，控制电枢产生制动转矩以使电枢停止旋转，他励绕组模块接入电流信号产生他励磁磁动势，增大所述电枢产生的制动转矩，以确保电枢稳定的停止旋转；该能耗制动控制系统不仅保留了自励能耗制动的能力，而且增加了他励能耗制动的功能，二者不仅能够同时起到励磁作用，以控制电枢稳定的停止旋转，还能够在自励绕组模块不能正常工作时，他励绕组模块能够独立起到励磁作用，避免了电枢制动失效而导致制动不可靠。
Description
技术领域
本发明属于电动机控制技术领域，尤其涉及一种单相串励电动机能耗制动控制系统和单相串励电动机。
背景技术
目前，单相串励电动机通常采用自励能耗制动，其制动时断开输入电源，将电枢两端与定子励磁绕组的首尾反向联接组成回路，定子励磁绕组产生励磁磁动势，使得电枢在足够大的磁通下产生制动转矩以使电枢停转。然而，单相串励电动机的运转和制动均需要通过电刷和换向器组成回路，电刷与换向器之间存在一定的接触电阻和氧化膜，当单相串励电动机处于制动状态时，由于受到接触电阻和氧化膜的影响，降低了整个回路的电流，即降低了励磁绕组上的自励电流，使得单相串励电动机自励困难，导致制动失效，使得单相串励电动机的自励能耗制动不稳定、不可靠。
因此，传统的技术方案中存在的单相串励电动机能耗制动控制系统存在自励困难而导致制动不稳定、不可靠的问题。
发明内容
本发明提供一种单相串励电动机能耗制动控制系统和单相串励电动机，旨在解决传统的技术方案中存在的单相串励电动机能耗制动控制系统存在自励困难而导致制动不稳定、不可靠的问题。
本发明是这样实现的，一种单相串励电动机能耗制动控制系统，包括：
电枢；
被配置为所述单相串励电动机供电的第一电源模块；
被配置为接收所述电枢两端的剩磁电压产生自励磁磁动势，控制所述电枢产生制动转矩以使所述电枢停止旋转的自励绕组模块；
被配置为接入电流信号产生他励磁磁动势，增大所述电枢产生的制动转矩，以确保所述电枢稳定的停止旋转的他励绕组模块；及
与所述他励绕组模块连接，被配置为所述他励绕组模块供电的第二电源模块；
被配置为接收动作信号切换所述单相串励电动机工作状态的开关模块；
其中，在第一工作状态下，所述开关模块使所述他励绕组模块、所述电枢以及所述自励绕组模块依次与所述第一电源模块形成回路；
在第二工作状态下，所述开关模块使所述自励绕组模块和所述电枢形成回路，并且使所述他励绕组模块和所述第二电源模块形成回路。
此外，还提供了一种单相串励电动机，包括上述的单相串励电动机能耗制动控制系统。
上述的单相串励电动机能耗制动控制系统，通过设置开关模块和自励绕组模块，开关模块通过接收动作信号后切换单相串励电动机工作状态，此时电动机保持旋转速度和方向不变，自励绕组模块接收电枢两端的剩磁电压产生自励磁磁动势，控制电枢产生制动转矩以使电枢停止旋转；此外，还增设他励绕组模块接入电流信号产生他励磁磁动势，增大所述电枢产生的制动转矩，以确保电枢稳定的停止旋转；该能耗制动控制系统不仅保留了自励能耗制动的能力，而且增加了他励能耗制动的功能，自励绕组模块和他励绕组模块不仅能够同时起到励磁作用，使电枢产生制动转矩以控制电枢稳定的停止旋转，还能够在自励绕组模块不能正常工作时，他励绕组模块能够独立起到励磁作用，避免了电枢制动失效而导致制动不可靠。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的单相串励电动机能耗制动控制系统的模块示意图；
图2为本发明另一实施例提供的单相串励电动机能耗制动控制系统的模块示意图；
图3为本发明一实施例提供的单相串励电动机正常运行的模块示意图；
图4为本发明一实施例提供的单相串励电动机能耗制动的模块示意图；
图5为本发明一实施例提供的单相串励电动机能耗制动控制原理图；
图6为本发明一实施例提供的单相串励电动机的运行原理图；
图7为本发明一实施例提供的单相串励电动机能耗制动原理图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1示出了本发明较佳实施例提供的单相串励电动机能耗制动控制系统的模块示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：
参考图1，单相串励电动机能耗制动控制系统包括：电枢10、第一电源模块50、开关模块20、自励绕组模块30、他励绕组模块40以及第二电源模块60。其中，第一电源模块50被配置为单相串励电动机供电；自励绕组模块30被配置为接收电枢10两端的剩磁电压产生自励磁磁动势，控制电枢10产生制动转矩以使电枢10停止旋转；他励绕组模块40被配置为接入电流信号产生他励磁磁动势，增大电枢10产生的制动转矩，以确保电枢10稳定的停止旋转；第二电源模块60与他励绕组模块40连接，被配置为他励绕组模块40供电；开关模块20被配置为接收动作信号切换单相串励电动机工作状态。
其中，在第一工作状态下，参考图3，开关模块20使他励绕组模块、电枢10以及自励绕组模块30依次与第一电源模块50形成回路；在第二工作状态下，参考图4，开关模块20使自励绕组模块30和电枢10形成回路，并且使他励绕组模块40和第二电源模块60形成回路。第一工作状态指的是单相串励电动机的正常运行状态，第二工作状态指的是单相串励电动机的制动状态。他励绕组模块40由第二电源模块60单独供电，由于他励绕组模块40电阻小，只需第二电源模块60输出一个较小的电压，他励绕组模块40便能得到一个较大的电流，该电流大小决定了他励绕组模块40产生他励磁磁动势的大小，可以控制电枢10制动时间的长短。本实施例还可以更换不同电阻的他励绕组模块40，以控制电枢10制动时间的长短。当然还可以将他励绕组模块40的电阻设计为较大阻值以得到相同的励磁电流，使得第二电源模块60的输出电压和第一电源模块50的输出电压相同，即与单相串励电动机运行时的电压相同，使第二电源模块60和第一电源模块50共用同一个电源模块。
在本实施例中，该单相串励电动机能耗制动控制系统通过设置自励绕组模块30和他励绕组模块40，不仅保留了自励能耗制动的能力，而且增加了他励能耗制动的功能，自励绕组模块30和他励绕组模块40能够同时起到励磁作用，使电枢10产生制动转矩以控制电枢10稳定的停止旋转；此外，当自励绕组模块30不能正常工作时，他励绕组模块40能够独立起到励磁作用，避免了电枢10制动失效而导致制动不可靠。
在其中一个实施例中，所述第二电源模块60的输出电流为直流电。
在其中一个实施例中，参考图2，单相串励电动机能耗制动控制系统还包括：整流模块，该整流模块与第二电源模块60连接，被配置为对第二电源模块60的输出电流进行整流处理。在具体的实施例中，该整流模块为整流桥。
在上述实施例中，他励绕组模块40采用第二电源模块60独立供电，通过调节第二电源模块60的输出电压，便可改变流过他励绕组模块40的电流大小，从而达到调节电动机能耗制动时间的长短，使得能耗制动稳定性、可靠性高。
在其中一个实施例中，参考图5，开关模块20包括继电器；其中，继电器包括线圈、第一动触点、与第一动触点关联的第一常闭触点、与第一动触点关联的第一常开触点、第二动触点、与第二动触点关联的第二常闭触点、与第二动触点关联的第二常开触点、第三动触点、与第三动触点关联的第三常闭触点、与第三动触点关联的第三常开触点、第四动触点、与第四动触点关联的第四常闭触点以及与第四动触点关联的第四常开触点；线圈的第一端和第二端分别与继电器的第一信号线和第二信号线连接，第一动触点与电枢10的第一端连接，第二动触点与电枢10的第二端连接，第一常开触点、第二常闭触点以及自励绕组模块30的第一端共接，第一常闭触点和自励绕组模块30的第二端共接至第一电源模块50的零线输出端，第二常开触点、第三动触点以及他励绕组模块40的第一端共接，第三常开触点悬空，第三常闭触点与第二电源模块60的第一端连接，第四动触点与他励绕组模块40的第二端连接，第四常开触点与第一电源模块50的火线输出端连接，第四常闭触点与第二电源模块60的第二端连接，本实施例中，与继电器的各个常闭触点连接时为单相串励电动机处于制动状态(第二工作状态)，与继电器的各个常开触点连接时为单相串励电动机处于正常运行状态(第一工作状态)。在具体的实施例中，开关模块20可以包括四个单刀双掷继电器联动实现，开关模块20还可以由电子开关电路实现。
在其中一个实施例中，参考图5，自励绕组模块30包括自励定子绕组，自励定子绕组的第一端作为自励绕组模块30的第一端分别与第一常开触点和第二常闭触点连接，自励定子绕组的第二端作为自励绕组模块30的第二端分别与第一常闭触点和第一电源模块50的零线输出端连接。
在其中一个实施例中，参考图5，他励绕组模块40包括他励定子绕组，他励定子绕组的第一端作为他励绕组模块40的第一端分别与第二常开触点和第三动触点连接，他励定子绕组的第二端作为他励绕组模块40的第二端与第四动触点连接。
在其中一个实施例中，他励绕组模块40包括多个他励定子绕组，各个他励定子绕组串联连接。
下面以图3至7所示的电路为例对本发明的单相串励电动机能耗制动控制系统的工作原理进行说明，详述如下：
当单相串励电动机正常运行时，参考图3和6，自励定子绕组、电枢10以及他励定子绕组串联，即：自励定子绕组的第二端与第一电源模块50的零线输出端连接，自励定子绕组的第一端与电枢10的第一端连接，电枢10的第二端与他励定子绕组的第一端连接，他励定子绕组的第二端与第一电源模块50的火线输出端连接，由第一电源模块50为电枢10供电。
当单相串励电动机需要制动时，参考图4和7，继电器的第一信号线和第二信号线接收到制动的动作信号进行控制继电器的各个触点动作，以断开串励电动机正常运行时第一常开触点与自励定子绕组的连接，断开第二常开触点与他励定子绕组的连接，断开第三常开触点与第二电源模块60的连接，断开第四常开触点与第一电源模块50的连接，同时使自励定子绕组的第二端与第一常闭触点连接，第一动触点与电枢10的第一端连接，电枢10的第二端与第二动触点连接，自励定子绕组的第一端与第二常闭触点连接，即电枢10与自励定子绕组形成回路，并且使他励定子绕组的第一端与第三动触点连接，第三常闭触点与第二电源模块60的第一端连接，他励定子绕组的第二端与第四动触点连接，第四常闭触点与第二电源模块60的第二端连接，即他励定子绕组与第二电源模块60形成回路，此时电枢10的转速不变、转向不变，由于剩磁的存在，在一定转速的电枢10两端产生剩磁电压，并且施加在自励定子绕组上，从而电流经过自励定子绕组并产生自励磁磁动势，该自励磁磁动势使单相串励电动机内的磁通和电枢10两端的端电压增加，继而流过自励定子绕组的电流增加，磁通加强，由于电枢10内的电流反向，电枢10在足够大的磁通下产生制动转矩以使电枢10停止旋转，同时第二电源模块60为他励定子绕组提供独立的电源，该第二电源模块60的输出电流经过整流模块整流处理后，流过他励定子绕组的直流电产生较大的他励磁磁动势，使电枢10产生的制动转矩增大，以确保电枢10稳定的停止转动。
此外，还提供了一种单相串励电动机，包括上述的单相串励电动机能耗制动控制系统。
本发明的有益效果：
(1)该单相串励电动机能耗制动控制系统通过设置自励绕组模块和他励绕组模块，不仅保留了自励能耗制动的能力，而且增加了他励能耗制动的功能，自励绕组模块和他励绕组模块能够同时起到励磁作用，使电枢产生制动转矩以控制电枢稳定的停止旋转。
(2)当自励绕组模块不能正常工作时，他励绕组模块能够独立起到励磁作用，避免了电枢制动失效而导致制动不可靠。
(3)他励绕组模块采用第二电源模块独立供电，通过调节第二电源模块的输出电压，便可改变流过他励绕组模块的电流大小，以达到调节电动机能耗制动时间的长短，使得能耗制动稳定性、可靠性高。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种单相串励电动机能耗制动控制系统，其特征在于，所述单相串励电动机能耗制动控制系统包括：
电枢；
被配置为所述单相串励电动机供电的第一电源模块；
被配置为接收所述电枢两端的剩磁电压产生自励磁磁动势，控制所述电枢产生制动转矩以使所述电枢停止旋转的自励绕组模块；
被配置为接入电流信号产生他励磁磁动势，增大所述电枢产生的制动转矩，以确保所述电枢稳定的停止旋转的他励绕组模块；及
与所述他励绕组模块连接，被配置为所述他励绕组模块供电的第二电源模块；
被配置为接收动作信号切换所述单相串励电动机工作状态的开关模块；
其中，在第一工作状态下，所述开关模块使所述他励绕组模块、所述电枢以及所述自励绕组模块依次与所述第一电源模块形成回路；
在第二工作状态下，所述开关模块使所述自励绕组模块和所述电枢形成回路，并且使所述他励绕组模块和所述第二电源模块形成回路。
2.如权利要求1所述的单相串励电动机能耗制动控制系统，其特征在于，所述开关模块包括继电器；
其中，所述继电器包括线圈、第一动触点、与第一动触点关联的第一常闭触点、与第一动触点关联的第一常开触点、第二动触点、与第二动触点关联的第二常闭触点、与第二动触点关联的第二常开触点、第三动触点、与第三动触点关联的第三常闭触点、与第三动触点关联的第三常开触点、第四动触点、与第四动触点关联的第四常闭触点以及与第四动触点关联的第四常开触点；
所述线圈的第一端和第二端分别与所述继电器的第一信号线和第二信号线连接，所述第一动触点与所述电枢的第一端连接，所述第二动触点与所述电枢的第二端连接，所述第一常开触点、所述第二常闭触点以及所述自励绕组模块的第一端共接，所述第一常闭触点和所述自励绕组模块的第二端共接至所述第一电源模块的零线输出端，所述第二常开触点、第三动触点以及所述他励绕组模块的第一端共接，所述第三常开触点悬空，所述第三常闭触点与所述第二电源模块的第一端连接，所述第四动触点与所述他励绕组模块的第二端连接，所述第四常开触点与所述第一电源模块的火线输出端连接，所述第四常闭触点与所述第二电源模块的第二端连接。
3.如权利要求2所述的单相串励电动机能耗制动控制系统，其特征在于，所述自励绕组模块包括自励定子绕组，所述自励定子绕组的第一端作为所述自励绕组模块的第一端分别与所述第一常开触点和第二常闭触点连接，所述自励定子绕组的第二端作为所述自励绕组模块的第二端分别与所述第一常闭触点和所述第一电源模块的零线输出端连接。
4.如权利要求2所述的单相串励电动机能耗制动控制系统，其特征在于，所述他励绕组模块包括他励定子绕组，所述他励定子绕组的第一端作为所述他励绕组模块的第一端分别与所述第二常开触点和所述第三动触点连接，所述他励定子绕组的第二端作为所述他励绕组模块的第二端与所述第四动触点连接。
5.如权利要求4所述的单相串励电动机能耗制动控制系统，其特征在于，所述他励绕组模块包括多个所述他励定子绕组，各个所述他励定子绕组串联连接。
6.如权利要求1至5任一项所述的单相串励电动机能耗制动控制系统，其特征在于，所述第二电源模块的输出电流为直流电。
7.如权利要求1至5任一项所述的单相串励电动机能耗制动控制系统，其特征在于，所述单相串励电动机能耗制动控制系统还包括：
与所述第二电源模块连接，被配置为对所述第二电源模块的输出电流进行整流处理以输出直流电的整流模块。
8.如权利要求7所述的单相串励电动机能耗制动控制系统，其特征在于，所述整流模块为整流桥。
9.一种单相串励电动机，包括权利要求1至8任一项所述的单相串励电动机能耗制动控制系统。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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