CN202818223U - 用锁相环模块组成的交流电机速度控制器 - Google Patents

Abstract

一种用锁相环模块组成的交流电机速度控制器，包括：频率发生器；鉴相比较器，连接到频率发生器，并用于比较给定额率信号与反馈信号的相位差，并产生一个相位差直流电压；环路滤波器，连接到鉴相比较器，用于对经鉴相比较器鉴相比较后产生的电压进行滤波整直；移相触发器，连接到环路滤波器；调压器，连接到移相触发器；电机，连接到调压器并由调压器输出的电压驱动；转子频率变换器，连接到电机，用于将转子电压信号变成转子频率；倍频器，连接到转子频率变换器及鉴相比较器，将转子频率转换成所述锁相环能适应的频率。具有结构简单、稳速精度高、调试简单、稳定性好，造价低、使用寿命长、能有效降低资源浪费、节能环保等优点。

Description

用锁相环模块组成的交流电机速度控制器

技术领域

本实用新型涉及一种交流电机速度控制器，尤其是涉及一种用锁相环模块组成的交流电机速度控制器。

背景技术

电机（英文：electric machinery，俗称“马达”）是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置。在电路中用字母M（旧标准用D）表示。它的主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源。发电机在电路中用字母G表示。它的主要作用是利用机械能转化为电能，目前最常用的是，利用热能、水能等推动发电机转子来发电。

交流电机是用于实现机械能和交流电能相互转换的机械。由于交流电力系统的巨大发展，交流电机已成为最常用的电机。交流电机与直流电机相比，由于没有换向器（见直流电机的换向），因此结构简单，制造方便，比较牢固，容易做成高转速、高电压、大电流、大容量的电机。交流电机功率的覆盖范围很大，从几瓦到几十万千瓦、甚至上百万千瓦。20世纪80年代初，最大的汽轮发电机已达150万千瓦。

在交流电机中，速度控制对绕线式电机来说比较困难。现有技术的交流电机通常采用闭环的调速系统，但电路比较复杂，应用测试发电机作为速度反馈元件时，其寿命低。

发明内容

鉴于现有技术的交流电机速度控制器所存在的电路复杂、使用寿命低、不利于资源的有效利用等方面的不足。本实用新型的目的在于提供一种结构简单、稳速精度高、调试简单、稳定性好，造价低、使用寿命长、能有效降低资源浪费、节能环保的用锁相环模块组成的交流电机速度控制器。

为实现本实用新型的上述目的，本实用新型提供了一种用锁相环模块组成的交流电机速度控制器，所述用锁相环模块组成的交流电机速度控制器包括：一频率发生器；一鉴相比较器，所述鉴相比较器连接到所述频率发生器，并用于比较给定额率信号与反馈信号的相位差，并产生一个相位差直流电压；一环路滤波器，连接到所述鉴相比较器，用于对经所述鉴相比较器鉴相比较后产生的电压进行滤波整直；一移相触发器，连接到所述环路滤波器；一调压器，所述调压器连接到所述移相触发器；一电机，所述电机连接到所述调压器并由所述调压器输出的电压驱动；一转子频率变换器，连接到所述电机，用于将转子电压信号变成转子频率；一倍频器，连接到所述转子频率变换器及所述鉴相比较器，将所述转子频率转换成所述锁相环能适应的频率。

根据本实用新型的上述构思，所述电机的另一端还连接一转子平衡电阻。

根据本实用新型的上述构思，所述调压器为三相晶闸管调压器；所述三相晶闸管调压器在所述移相触发器触发脉冲的作用下被触发，并输出电压驱动所述电机。

根据本实用新型的上述构思，所述电机为交流绕线电机，其转子电路接入三相对称电阻，转子电压信号送到所述转子频率变换器。

本实用新型的优点和有益效果在于：能有效克服现有技术的交流电机速度控制器所存在的电路复杂、使用寿命低、不利于资源的有效利用等方面的不足。具有结构简单、稳速精度高、调试简单、稳定性好，造价低、使用寿命长、能有效降低资源浪费、节能环保等优点。

附图说明

图1为本实用新型的用锁相环模块组成的交流电机速度控制器的电原理结构框图。

具体实施方式

为了进一步说明本实用新型的原理和结构，现结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细说明，然而所述实施例仅为提供说明与解释之用，不能用来限制本实用新型的专利保护范围。

如图1所示的为本实用新型的一种用锁相环模块组成的交流电机速度控制器，所述用锁相环模块组成的交流电机速度控制器包括：一频率发生器1；一鉴相比较器2，所述鉴相比较器2连接到所述频率发生器1，并用于比较给定额率信号与反馈信号的相位差，并产生一个相位差直流电压；一环路滤波器3，连接到所述鉴相比较器2，用于对经所述鉴相比较器鉴相比较后产生的电压进行滤波整直；一移相触发器4，连接到所述环路滤波器3；一调压器5，所述调压器5连接到所述移相触发器4；一电机6，所述电机6连接到所述调压器5并由所述调压器5输出的电压驱动；一转子频率变换器7，连接到所述电机6，用于将转子电压信号变成转子频率；一倍频器8，连接到所述转子频率变换器6及所述鉴相比较器2，将所述转子频率转换成所述锁相环能适应的频率。

根据本实用新型的上述构思，所述电机的另一端还连接一转子平衡电阻9。

根据本实用新型的上述构思，所述调压器5为三相晶闸管调压器；所述三相晶闸管调压器在所述移相触发器4触发脉冲的作用下被触发，并输出电压驱动所述电机6。

根据本实用新型的上述构思，所述电机6为交流绕线电机，其转子电路接入三相对称电阻，转子电压信号送到所述转子频率变换器7。

本实用新型的工作原理如下：

频率发生器1，根据主令控制器的档位信号分别给出各档的速度（频率），如第一档45HZ，第二档35HZ，第三档10HZ，第四档给出2HZ。零位时速度为50HZ。设系统进入起动状态，设进入一档给定，在锁相环电路给定端I1给出45HZ的信号电压。那么，由于电机6的惯性，反馈回来的电压信号频率f2将定50HZ。鉴相比较器2输出电压Ud将很大，该电压使移相触发器4产生一个使晶闸管迅速导通的脉冲，晶闸管移相器调压器5的输出电压使电机6升速，电动机6速度迅速上升，转子电压频率f2下降，送到鉴相比较器2输入端的频率f2经比较后，输出电压 ud 减少，使电机6的加速电压减少。最后，输出频率f2就稳定 f2=40HZ，两信号相位差保持相对稳定。

以此类推，当给定不同的频率信号时，鉴相比较器2输出鉴相电压不同，通过移相电压的变化，使晶闸管移相器调压器5输出不同的控制电压，电机6会产生不同速度，其转子电压跟着改变，转子频率跟着变化，直至转子电压频率f2=fg为止。

如果负荷增加，f2跟着增加，鉴相比较器2输出ud会增加,使移相触发器4移相角向前移动。晶闸管调压器5输出电压增加，使f2减少。最终使f2=fg。

由于锁相环有使反馈电压的频率紧紧地跟随输入电压频率的特点，故它有很好的稳定频率的特点。

绕线式异步电动机，其电机转速可以间接地用转差率来表示。因此，（移相触发器4+调压器5+电机6）合起来可看成一个压控振器VCO。

鉴相比较器2的输出电压ud 用以控制压控振器VCO，使输出频率迅速跟随给定频率fg。

本实用新型的优点和有益效果在于：能有效克服现有技术的交流电机速度控制器所存在的电路复杂、使用寿命低、不利于资源的有效利用等方面的不足。具有结构简单、稳速精度高、调试简单、稳定性好，造价低、使用寿命长、能有效降低资源浪费、节能环保等优点。

上述内容仅为本实用新型的较佳实施例及列举的变型方式，并不用来限制本实用新型，凡是在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何无须创造性思维的修改与改进，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种用锁相环模块组成的交流电机速度控制器，其特征在于：

所述用锁相环模块组成的交流电机速度控制器包括：

一频率发生器；

一鉴相比较器，所述鉴相比较器连接到所述频率发生器，并用于比较给定额率信号与反馈信号的相位差，并产生一个相位差直流电压；

一环路滤波器，连接到所述鉴相比较器，用于对经所述鉴相比较器鉴相比较后产生的电压进行滤波整直；

一移相触发器，连接到所述环路滤波器；

一调压器，所述调压器连接到所述移相触发器；

一电机，所述电机连接到所述调压器并由所述调压器输出的电压驱动；

一转子频率变换器，连接到所述电机，用于将转子电压信号变成转子频率；

一倍频器，连接到所述转子频率变换器及所述鉴相比较器，将所述转子频率转换成所述锁相环能适应的频率。

2.如权利要求1所述的用锁相环模块组成的交流电机速度控制器，其特征在于：

所述电机的另一端还连接一转子平衡电阻。

3.如权利要求2所述的用锁相环模块组成的交流电机速度控制器，其特征在于：

所述调压器为三相晶闸管调压器；所述三相晶闸管调压器在所述移相触发器触发脉冲的作用下被触发，并输出电压驱动所述电机。

4.如权利要求2所述的用锁相环模块组成的交流电机速度控制器，其特征在于：

所述电机为交流绕线电机，其转子电路接入三相对称电阻，转子电压信号送到所述转子频率变换器。

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