CN110971156A - 无刷同步电动机旋转励磁控制装置 - Google Patents

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李薇
孟凡宇
周长清
赵雪丰
于金雷
王富春
刘洋
高洪彪
刘坤
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Abstract

本发明提供了一种无刷同步电动机旋转励磁控制装置，属于电动机旋转励磁控制装置技术领域。主回路包括三相半控桥式整流电路和起动回路，整流电路由三只旋转整流装置组成，起动回路由旋转启动装置和六只RF型旋转起动灭磁电阻组成，受控于旋转励磁系统控制装置，在电机起动和在整步异步驱动过程中，启动装置的可控硅导通阀值为低定值，使RF灭磁电阻完全接入电动机转子回路；在电机正常运行中，启动装置灭磁的可控硅导通阀值被设定为高定值，本发明的效果：滑差检测准确率100％，实现准角投励。并配有零压计时投励环节，确保在电机轻载或空载启动时可靠投励；启动电阻在正常运行时不带电，受干扰等原因造成误开通时，控制电路会自动关断灭磁电阻。

Description

无刷同步电动机旋转励磁控制装置
技术领域
本发明涉及一种无刷同步电动机旋转励磁控制装置，属于电动机旋转励磁控制装置技术领域。
背景技术
对照目前国内无刷同步电动机旋转励磁控制装置主要产品存在下列问题和缺点：
1、无刷同步电动机旋转励磁控制装置需要预知主电机励磁电压，根据不同电压设计控制电源，励磁电压差别比较大的情况下，控制盒不能互换。控制盒内部采用变压器降压方式，电压工作范围很窄。
2、无刷同步电动机旋转励磁控制装置实测工作电压从交流AC24V开始能够正常工作，内部采用一个开关电源，电源负荷大，工作电压范围窄。
3、无刷同步电动机旋转励磁控制装置滑差检测回路基本不起作用，完全靠时间投励，且定时投励时间设计的很长，电机从启动2-3秒已经进入亚同步速，延时30多秒后才投励，投励冲击严重。
4、无刷同步电动机旋转励磁控制装置滑差检测在轻载，空载电机启动时不灵敏，最后靠时间投励，时间设置也很长。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，进而提供一种无刷同步电动机旋转励磁控制装置。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种无刷同步电动机旋转励磁控制装置，包括：灭磁电阻、整流装置、启动装置和控制装置，主回路包括三相半控桥式整流电路和起动回路，整流电路由三只旋转整流装置组成，起动回路由旋转启动装置和六只RF型旋转起动灭磁电阻组成，受控于旋转励磁系统控制装置，在电机起动和在整步异步驱动过程中，启动装置的可控硅导通阀值为低定值，使RF灭磁电阻完全接入电动机转子回路；在电机正常运行中，启动装置灭磁的可控硅导通阀值被设定为高定值，使RF灭磁电阻退出回路而避免长时带电发热，当转子回路出现过电压且峰值超过启动装置可控硅的高定值时，起动回路将重新接入电机转子回路，通过RF灭磁电阻吸收过电压。在起动回路出现误开通时，励磁系统控制装置的检测环节动作，通过控制逻辑使整流电路工作于失控工况，利用其续流时刻将起动可控硅关断。
本发明的有益效果：
1、宽频，超大电压工作范围，电源负荷小；2、滑差检测准确率100％，实现准角投励。并配有零压计时投励环节，确保在电机轻载或空载启动时可靠投励；3、结构紧凑、电路简单、运行可靠、维护量小；4、启动安全、平稳、迅速、无脉振；5、启动电阻在正常运行时不带电，受干扰等原因造成误开通时，控制电路会自动关断灭磁电阻。
附图说明
图1为旋转励磁系统图。
图2为旋转励磁系统电气原理图。
图中的附图标记，1为灭磁电阻，2为整流装置、3为启动装置、4为控制装置。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述实施例。
如图1和图2所示，本实施例所涉及的一种无刷同步电动机旋转励磁控制装置，包括：灭磁电阻1、整流装置2、启动装置3和控制装置4，主回路包括三相半控桥式整流电路和起动回路，整流电路由三只旋转整流装置2组成，起动回路由旋转启动装置3和六只RF型旋转起动灭磁电阻1组成，受控于旋转励磁系统控制装置4，在电机起动和在整步异步驱动过程中，启动装置3的可控硅导通阀值为低定值，使RF灭磁电阻1完全接入电动机转子回路；在电机正常运行中，启动装置3灭磁的可控硅导通阀值被设定为高定值，使RF灭磁电阻1退出回路而避免长时带电发热。当转子回路出现过电压且峰值超过启动装置3可控硅的高定值时，起动回路将重新接入电机转子回路，通过RF灭磁电阻1吸收过电压。在起动回路出现误开通时，励磁系统控制装置的检测环节动作，通过控制逻辑使整流电路工作于失控工况，利用其续流时刻将起动可控硅关断。
励磁系统控制装置4设有滑差投励、零压计时投励及起动灭磁回路开通的检测和判断环节。在电机起动和在整步过程中把握最恰当时机投励。励磁系统控制装置(4)其输入取自交流励磁机电枢输出的三相交流电，具有不小于10倍的电压输入范围且有很强的耐电压冲击性能,输出为三路独立(电气隔离)的调制波脉冲。
旋转励磁系统控制装置4是爆炸环境下运行的无刷励磁同步电机旋转整流盘上的专用装置，不单独使用。控制装置4是旋转励磁系统的核心控制器件，完成电机启动投励，输出触发脉冲，开通整流装置2，并控制启动装置3对灭磁电阻1的投入与切除。在电机异步起动中有良好的对称转矩特性，起动过程平稳、迅速。
旋转励磁系统控制装置4采用胶封型全密封结构，具有防爆增安性能的同时，能耐受酸、碱、潮湿、盐雾等恶劣环境；内部电路采用军品元器件，设计时充分考虑极端工况的过压及欠频冲击。
工作原理：
无刷同步电动机旋转励磁控制装置的工作电源就取自同步电动机轴端的励磁发电机三相转子绕组，发电机转子绕组发出来的三相电压。随着主电机转速的变化，频率，电压都在大幅度变化。理想的状态是在很低电压，很低频率下旋转整流控制单元就开始工作，让控制装置尽早进入正常工作状态意义重大。较高的工作电压也可以正常工作，就可以可避免当发电机励磁绕组强励磁或发电机转子开路时，发电机转子产生的过电压损坏控制装置。旋转励磁的控制装置核心是能够检测电动机从异步启动，到达亚同步转速，投励牵入同步的全过程。准确合理的亚同步转速检测，可以快速将电机牵入同步，避免长时间异步运行，对电网造成长时间的冲击，避免电机发热。准角投励是按照顺极性投入励磁，当转子通入直流电流，磁场建立时正好和定子旋转磁场是异性相吸，可以增加电机的牵入转矩，顺利牵入同步。
本实施例的一种无刷同步电动机旋转励磁控制装置，是防爆技术、电力电子技术、微电子技术、自动化智能控制技术与电机技术相结合而产生的电动机旋转励磁控制装置。它具有结构紧凑、电路简单、运行可靠、控制方便、维护量小等优点。使无刷励磁同步电动机能够在有防爆、防尘、防腐蚀等要求的特殊场合使用，在矿山、石油、化工等行业的应用日趋广泛。
注意事项：
1、控制装置的具体参数根据相应电机的参数计算确定，制成后不可调整，一台电机的控制装置未经设计人员同意不得再其他电机上使用；2、安装时模块外壳与旋转整流器金属盘体之间要设置绝缘层，不得直接安装；3、安装时，固定螺钉必须扭紧，并有防松措施(不得使用弹簧垫圈)，保证在电机长期运行过程中不会松动；4、连接电缆，必须采用封闭环式端子，结合部压紧灌锡焊接并进行绝缘包扎处理。用双螺母压紧，并将电缆捆扎牢靠；5、接线完成后，接线端子和接线柱表面喷涂耐弧漆。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本发明整体构思下的不同实现方式，而且本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种无刷同步电动机旋转励磁控制装置，包括：灭磁电阻、整流装置、启动装置和控制装置，其特征在于，主回路包括三相半控桥式整流电路和起动回路，整流电路由三只旋转整流装置组成，起动回路由旋转启动装置和六只RF型旋转起动灭磁电阻组成，受控于旋转励磁系统控制装置，在电机起动和在整步异步驱动过程中，启动装置的可控硅导通阀值为低定值，使RF灭磁电阻完全接入电动机转子回路；在电机正常运行中，启动装置灭磁的可控硅导通阀值被设定为高定值，使RF灭磁电阻退出回路而避免长时带电发热，当转子回路出现过电压且峰值超过启动装置可控硅的高定值时，起动回路将重新接入电机转子回路，通过RF灭磁电阻吸收过电压。在起动回路出现误开通时，励磁系统控制装置的检测环节动作，通过控制逻辑使整流电路工作于失控工况，利用其续流时刻将起动可控硅关断。
2.根据权利要求1所述的无刷同步电动机旋转励磁控制装置，其特征在于，励磁系统控制装置设有滑差投励、零压计时投励及起动灭磁回路开通的检测和判断环节。
3.根据权利要求1所述的无刷同步电动机旋转励磁控制装置，其特征在于，旋转励磁系统控制装置采用胶封型全密封结构。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112697268A (zh) * 2020-12-04 2021-04-23 佳木斯电机股份有限公司 一种基于t-sne的电机异常检测集成算法
WO2022063068A1 (zh) * 2020-09-25 2022-03-31 华为技术有限公司 一种保护装置和无刷电机系统

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