CN200987132Y - 双异步电动机组合移相调速的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型采用整流器、滤波器和普通晶闸管构成的逆变器组成简易的控制装置，在逆变器以移相方式进行控制时，使其主、副两定子绕组的电势相量相对曲折转移，由磁场相量的合成过程使其串联的转子绕组的电势值及其转速变化。其特征在于：所述的副电机的三相定子绕组的接线端分别串联电容器而联接于六只普通晶闸管构成的逆变器的三个输出端，其主电机的三相定子绕组的接线端经交流开关联接于工频电源；主电机与副电机分别的三相绕线式转子绕组或分别的鼠笼式转子的导电条相联成串联的回路。本实用新型可大幅度降低调速装置的造价，并在较宽的调速范围内产生较为显著的节能效应。

Description

双异步电动机组合移相调速的装置

一、技术领域

本实用新型属于电子工程及电机学科领域，特别涉及一种双异步电动机组合移相调速的装置。

二、背景技术

现行的异步电动机的调速技术，主要采用交一直一交的脉冲宽度调制与串级调速的两种方式，在其调压调频的控制定子绕组或是在绕线式转子回路中串联附加电势的控制中进行其转速的调节。但其普通存在装置较复杂与其造价较高的问题，并缺乏克制异步电动机本身及回路的无功电流的有效办法。本申请人申请的曲折移相调速异步电机，专利号为ZL200420116542.7，在调节其电势相量近于圆形的具有6个或12个调节端的副定子绕组的方位时，使其贯穿于两个独立定子铁心之中的加长型笼型转子的绕组电势值发生变化，并由此引起转子电流与其电磁转矩变化，从而以磁场相量合成的方式实现电机转速分级的调节。曲折移相调速技术还利用联接于调节端的电容器可在减小其无功损耗的同时细化其调速的级数，但其在实现无级调速与配置调速装置的简便性方面还有问题。

三、发明内容

本实用新型旨在用简易的电力电子控制装置，对同轴联结的两台绕线式转子或加长型笼型转子的异步电动机进行移相式的控制，在双电机的定子绕组电势相量相对的曲折转移中控制其转子合成电势相量的变化，以间接控制转子合成电势的方式进行组合两电机的调速，并利用电容器放电的快速通流方式而产生节能效应。

实现上述目的的技术方案是：一种双异步电动机组合移相调速的装置，包括主电机(1)、副电机(2)、电容器(3)、整流器(4)、滤波器(5)和逆变器(6)，其特征在于：所述的副电机(2)的三相定子绕组采用三相星形的接线方式，其三个接线端分别串联电容器(3)的一只电容器后联接于用六只或六组普通晶闸管构成的逆变器(6)的三个输出端；主电机(1)的三相定子绕组采用三角形或星形的接线方式，其三个接线端经(K₁)三相高压或低压的交流开关联接于三相工频电源的(A)、(B)、(C)三端；主电机(1)与副电机(2)分别的三相绕线式转子绕组或鼠笼式转子的多相导电条按其电势相量接近于相同的方式相联成串联的回路。所述的普通整流管构成三相不可控的整流器(4)与逆变器(6)分别的两个直流端相联，并在其两个直流端(E₁)与(E₂)之间联接两只或两组电解电容器串联成的其相联点为(E₀)的滤波器(5)。所述的主电机(1)与副电机(2)可以分别是绕线式转子的电机，其分别的三相转子绕组经其滑环及碳刷并用三根绝缘导线联接成其电势相量接近于相同的串联回路。所述的副电机(2)的三相定子绕组联成三相星形接线，其中性端与滤波器(5)的两只电解电容器的(E₀)端相联。在主电机(1)的三相定子绕组经(K₁)交流开关接通于工频电源时，其副电机(2)的定子绕组分别串联电容器(3)而联接于三相逆变桥的三个交流输出端。在其两定子绕组的电势相量相对的转移中，使其用导线联为一体或直接组合为一体的转子回路的合成电势相量曲折转移，进而在其电磁转矩的变化中进行其转速的调节。主电机(1)与副电机(2)共用加长型笼型转子时，其两只定子铁心间隔一定距离而一并套装于电机的机座之中，并在其分别的定子线槽中嵌放定子绕组。

本实用新型的工作原理是：在独立磁路的两定子绕组的电势相量随逆变器的移相控制中，经气隙磁场的感应使其串联两转子中的合成电势相量也对应发生变化，进而引起其串联路回路中电流的变化；由于负载转矩未变，其转子电流的变化亦使其电磁转矩变化，迫使电机的转速变化；转速的变化又引起转差率的变化，最终使其转子电流恢复到原先的数值，以相似于改变理想空载角速度的方式稳定运行于新的转速下。串联电容器(3)的逆变器(6)的换流原理是：在逆变器(6)的六只晶闸管的依次通断中，利用其电容器的脉冲电压的放电作用使其感性绕组实现六节拍的快速通流，从而减小其定子漏抗的降压作用及其无功损耗。

本实用新型的效果是：采用普通晶闸管及整流管构成的控制装置不仅以简易的电路的结构而降低其造价，还利用其电势及磁场的相量合成与其串联电容器的快速通流方式，使其具有更为显著的节能效应。

四、附图说明

1、本实用新型实施例双绕线式异步电动机组合移相调速装置的主回路接线图。

附图标记：(1)主电机绕组；(2)副电机绕组；(3)电容器；(4)整流器；(5)滤波器；(6)逆变器；(7)滑环及碳刷；(8)三相交流开关。

五、具体实施方式

1、实施例

本实用新型的主电机(1)与副电机(2)采用同一型号及同一功率值的两台绕线转子异步电动机，并为其输出轴经联动齿轮联结的逆向同轴传动。主电机(1)的三相定子绕组(WA₁)、(WB₁)、(WC₁)联接到三相工频电源的(A)、(B)、(C)三端；副电机(2)的定子绕组(WA₂)、(WB₂)、(WC₂)联接成三相星形接线，其三个电源端分别串联(C₁)、(C₂)、(C₃)电容器(3)而与逆变器(6)的三个输出端相联；采用普通晶闸管的(T₁)与(T₁)、(T₃)与(T₆)、(T₅)与(T₆)三对管子分别同向串联成桥路而组成三相桥路，其两个直流端与整流器(4)的(E₁)、(E₂)两端分别相联并在其之间联接(C₀₁)与(C₀₂)两只串联电容器构成的滤波器(5)；(C₀₁)与(C₀₂)两电容器之间的联接端(E₀)与副电机(2)的三相星形接线的中性端联成回路；(D₁)～(D₆)六只普通整流管构成三相不可控整流器(4)，其三个输出入端经(K₂)三相交流开关联接于三相交流电源的(A)、(B)、(C)三端；主电机(1)的(WA₁)、(WB₁)和(WC₁)三相绕线式转子绕组经其滑环及电刷，并用三根绝缘导线与副电机(2)的(W_a2)、(W_b2)和(W_c2)三相绕线转子的绕组及其碳刷分别联接。

六只晶闸管按照(T₁)-(T₂)-(T₃)-(T₄)-(T₅)-(T₆)的顺序依次并循环地进行触发导通，并按照导通120-180度电角度方式进行其六节拍的变流。在其逆变器(6)的晶闸管的依次导通中，电容器(3)的(C₁)、(C₂)、(C₃)分别与对应的定子绕组和滤波电容器构成谐振放电回路，其电容器放电的电流近似为正弦半波，并在其过零时使其导通的晶闸管关断。六只晶闸管的移相范围分别为0-180度，其触发及控制方式于三相可控整流方式相近。

在选择每只电容器(3)的容量值与每相电机输入的功率值接近于相等时，可使其整体的功率因数值接近于1.0。在投入(K₁)或(K₂)对其某一定子绕组通流时，仍可使其以50％及其以下的额定转速稳定运转。本实用新型与次同步串级调速的改变理想空载角速度的原理有相似之处，但其在曲折移相中定子与转子绕组利用磁动势平衡关系而不需对转差功率回馈。

Claims (4)

1、一种双异步电动机组合移相调速的装置，包括主电机(1)、副电机(2)、电容器(3)、整流器(4)、滤波器(5)和逆变器(6)，其特征在于：所述的副电机(2)的三相定子绕组的接线端分别串联电容器(3)而联接于六只普通晶闸管构成的逆变器(6)的三个输出端，主电机(1)的三相定子绕组的接线端经交流开关联接于三相工频电源；主电机(1)与副电机(2)分别的三相绕线式转子绕组或分别的鼠笼式转子的导电条相联成串联的回路。

2、根据权利要求1所述的一种双异步电动机组合移相调速的装置，其特征在于：所述的整流器(4)与逆变器(6)分别的两个直流端相联，并在其两直流端之间联接有两只滤波电容器串联成其联接点为(E₀)的滤波器(5)。

3、根据权利要求1所述的一种双异步电动机组合移相调速的装置，其特征在于：所述的主电机(1)与副电机(2)联结为同轴传动，其分别的绕线式转子绕组经其滑环及碳刷并用三根导线联接成其电势相位接近于相同的串联回路。

4、根据权利要求1所述的一种双异步电动机组合移相调速的装置，其特征在于：所述的副电机(2)的定子绕组联接成三相星形接线，其中性端与滤波器(5)的两滤波电容器之间的(E₀)端相联。

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