CN204539040U - 一种变频电机自动调速装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种变频电机自动调速装置，主要包括三相电源接线端子、能量回馈单元、变频控制单元、输出滤波器、控制器，三相电源接线端子分别连接断路器输入端、浪涌保护器并接地，断路器输出端分别连接能量回馈单元和输出滤波器，输出滤波器连接变频控制单元，能量反馈单元输出端与变频控制单元输出端相连，变频控制单元通过连接控制器连接三相电动机，本实用新型结构设计新颖，能够解决变频器高频脉冲电压对电机绝缘影响，无需速度传感器就能实现电机平滑无极调速，提升转子效率。

Description

一种变频电机自动调速装置

技术领域：

本实用新型涉及电机调速装置，尤其涉及一种变频电机自动调速装置。

背景技术：

传统的六米龙门刨床、三米单臂刨床、四米龙门刨床、大型立式车床等设备主电机所采用的拖动设备是三相异步电机，普遍存在功率因数低，往往需要实用速度传感器测量转速，电机的调速系统较复杂，容易出现加工精度低、调速性能差、电气故障频繁发生、生产效率低、维护和保养难度大等问题，不能满足正常生产的需要。

随着电力电子技术的进步，变频技术得到很大发展，但是也存在一些问题。IGBT器件具有很小的开通上升时间，使得变频器的输出电压变化率很大。在带电机负载应用时，加在电机绕组上这些急剧升降的高频脉冲电压在绕组内传播，由于电机绕组分布参数的存在，脉冲电压在电机绕组内分布不均，从而引起部分绕组绝缘层局部过压击穿，致使电机不能正常工作，另外，在很多工程应用中，变频器与电机之间距离较远，需用相当长的电缆连接变频器和电机。由于长电缆的漏电感和耦合电容的作用，当变频器电压脉冲传到电机端时会通过长电缆产生电压反射，从而导致电机端过电压，使电机绝缘损坏，电缆爆裂。

实用新型内容：

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种结构设计新颖，能够解决变频器高频脉冲电压对电机绝缘影响，能实现电机平滑无极调速，提升转子效率的技术方案：

一种变频电机自动调速装置，主要包括三相电源接线端子、能量回馈单元、变频控制单元、输出滤波器、控制器，三相电源接线端子分别连接断路器输入端、浪涌保护器并接地，断路器输出端分别连接能量回馈单元和输出滤波器，输出滤波器连接变频控制单元，能量反馈单元输出端与变频控制单元输出端相连，变频控制单元通过连接控制器连接三相电动机。

作为优选，还包括电磁接触器A、电磁接触器B、热继电器、液阻启动器，变频控制单元输出端分别连接电磁接触器A、电磁接触器B，电磁接触器B通过连接热继电器连接电磁接触器A输出端，电磁接触器A输出端通过连接液阻启动器连接三相电动机。

作为优选，输出滤波器包括电抗器A、电抗器B、电抗器C、电阻、电容，断路器三个输出端分别串联电抗器A、电抗器B、电抗器C，电抗器均为大电流电抗器，其三个输出端均并接有电阻、电容，三路串联电路的输出端连接在一起。

作为优选，控制器包括施密特触发器电路、电机转子回路信号接收模块、微处理器、数字采样电路、低通滤波器，施密特触发器电路依次串联电机转子回路信号接收模块、微处理器、数字采样电路、低通滤波器，低通滤波器连接电机转子回路。

本实用新型的有益效果在于：

(1)本实用新型采用接入输出滤波器，能够减小变频器输出高频电压通断时产生的尖峰电压，解决了变频器高脉冲电压对电机绝缘的影响，延长了电机使用寿命。

(2)本实用新型的变频控制单元仅控制三相电机的部分容量，所以其损耗很小，调速效率更高，无需安装速度传感器就可实现电机在转速范围内平滑无极调速。

附图说明：

图1为本实用新型的连接结构原理图；

图2为本实用新型的输出滤波器连接结构图；

图3为本实用新型控制器内部连接结构图。

具体实施方式：

为使本实用新型的发明目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的实施方式作进一步地详细描述。

如图1所示，一种变频电机自动调速装置，主要包括三相电源接线端子1、能量回馈单元2、变频控制单元3、输出滤波器4、控制器5，三相电源接线端子1分别连接断路器6输入端、浪涌保护器7并接地，浪涌保护器7起到防止雷电高点压、电流窜入本装置，断路器6输出端分别连接能量回馈单元2和输出滤波器4，输出滤波器4连接变频控制单元3，能量回馈单元2输出端与变频控制单元3输出端相连，变频控制单元3通过连接控制器5连接三相电动机12，还包括电磁接触器A 8、电磁接触器B 9、热继电器10、液阻启动器11，变频控制单元3输出端分别连接电磁接触器A 8、电磁接触器B 9，电磁接触器B 9通过连接 热继电器10连接电磁接触器A 8输出端，电磁接触器A 8输出端通过连接液阻启动器11连接三相电动机12，，变频控制单元3得电后，会把电流缓缓升高，达到预设频率后稳定运行，先把频率不可调的交流电源变成直流电源，直流电源经过逆变电路变为频率可调的交流电源送给电磁接触器A 7、液阻启动器11和三相电动机12，三相电动机12会缓缓提升电流，达到预设频率后稳定运行。变频控制单元3发生故障时，电磁接触器B 9会自动得电，电磁接触器A 8会自动断开，电磁接触器B 9将送电给热接触器10从而使电动机12得电，进行运转，此功能为保证设备不间断的运行，保证生产。

如图2所示，输出滤波器4包括电抗器、电阻、电容，断路器6三个输出端分别串联电抗器A 41、电抗器B 42、电抗器C 43，电抗器均为大电流电抗器，其三个输出端均并接有电阻、电容，电阻A R1串联电容A C1，电阻B R2串联电容B C2，电阻C R3串联电容C C3，三路串联电路的输出端连接在一起。由于变频器的功率比较大，所输出的电流也达到几百安培，所以该输出滤波器的LC采用大电流电抗器的形式。该滤波器中吸收电阻采用的是大功率低电感的铝壳电阻，充分考虑吸收发热情况。本实用新型采用接入输出滤波器，能够减小变频器输出高频电压通断时产生的尖峰电压，解决了变频器高脉冲电压对电机绝缘的影响，延长了电机使用寿命。

如图3所示，控制器5包括施密特触发器电路51、电机转子回路信号接收模块52、微处理器53、数字采样电路54、低通滤波器55，施密特触发器电路51依次串联电机转子回路信号接收模块52、微处 理器53、数字采样电路54、低通滤波器55，低通滤波器55连接电机转子回路56。数字采样电路54对电机转子回路56进行采样，并将采样信息发送给微处理器53中，微处理器53对采样信息进行运算处理，得到三相电动机12的转速数，将转速数与设定转速数进行比较，由施密特触发器51使得电机的转速发生改变，与设定数值达到一致。本实用新型无需安装速度传感器就可实现电机在转速范围内平滑无极调速。

上述实施例只是本实用新型的较佳实施例，并不是对本实用新型技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本实用新型专利的权利保护范围内。

Claims (4)

1.一种变频电机自动调速装置，主要包括三相电源接线端子(1)、能量回馈单元(2)、变频控制单元(3)、输出滤波器(4)、控制器(5)，其特征在于：所述三相电源接线端子(1)分别连接断路器(6)输入端、浪涌保护器(7)并接地，所述断路器(6)输出端分别连接所述能量回馈单元(2)和所述输出滤波器(4)，所述输出滤波器(4)连接所述变频控制单元(3)，所述能量回馈单元(2)输出端与所述变频控制单元(3)输出端相连，所述变频控制单元(3)通过连接所述控制器(5)连接三相电动机(12)。

2.根据权利要求1所述的一种变频电机自动调速装置，其特征在于：还包括电磁接触器A(8)、电磁接触器B(9)、热继电器(10)、液阻启动器(11)，所述变频控制单元(3)输出端分别连接所述电磁接触器A(8)、所述电磁接触器B(9)，所述电磁接触器B(9)通过连接所述热继电器(10)连接所述电磁接触器A(8)输出端，所述电磁接触器A(8)输出端通过连接所述液阻启动器(11)连接三相电动机(12)。

3.根据权利要求1所述的一种变频电机自动调速装置，其特征在于：所述输出滤波器(4)包括电抗器A(41)、电抗器B(42)、电抗器C(43)、电阻、电容，所述断路器(6)三个输出端分别串联所述电抗器A(41)、所述电抗器B(42)、所述电抗器C(43)，电抗器均为大电流电抗器，其三个输出端均并接有电阻、电容，三路串联电路的输出端连接在一起。

4.根据权利要求1所述的一种变频电机自动调速装置，其特征在于：所述控制器(5)包括施密特触发器电路(51)、电机转子回路信号接收模块(52)、微处理器(53)、数字采样电路(54)、低通滤波器(55)，所述施密特触发器电路(51)依次串联所述电机转子回路信号接收模块(52)、所述微处理器(53)、所述数字采样电路(54)、所述低通滤波器(55)，所述低通滤波器(55)连接电机转子回路(56)。