CN210137292U - 一种绕线式电动机四象限运行的转子变频调速电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种绕线式电动机四象限运行的转子变频调速电路，包括绕线式电动机，所述绕线式电动机输入端与电动机换向单元串联，所述电动机换向单元通过隔离开关QS与外界三相电相连，所述隔离开关QS输出端与变压器单元串联，所述绕线式电动机有固态电阻起动调速单元相连，所述固态电阻起动调速单元和变压器单元均与转子变频投切单元串联，所述转子变频投切单元与变压器单元相互串联，本实用新型结构科学合理，使用安全方便，四象限运行的电机在2、3象限运行时能够对电网进行回馈制动，即对电网进行能量反馈，类似发电机效果，这种方式直接减少了系统的电能损耗，并且增加了电机在2、3象限运行的稳定性，可以节约大量电能。
Description
技术领域
本实用新型涉及电动机四象限运行的转子变频调速技术领域，具体为一种绕线式电动机四象限运行的转子变频调速电路。
背景技术
目前国内外的矿井提升机许多使用串电阻调速系统，虽然其控制方式简单、初期设备投资小，但是一般电阻上消耗的功率约为电动机输出功率的20～30％，技术性能差，运行效率低，串电阻调速系统控制电机在一、四象限运行为主，罕见有能够在交流异步电动机中完成四象限都能稳定、准确、快速的调速控制系统。
实用新型内容
本实用新型提供一种绕线式电动机四象限运行的转子变频调速电路，可以有效解决上述背景技术中提出现有的串电阻调速系统系统控制电机在一、四象限运行为主，电机在第一象限运行时电机处于电动状态，电机在第四象限时电机处于反接制动状态，其能量只能单向流动，不能回馈电网的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种绕线式电动机四象限运行的转子变频调速电路，包括绕线式电动机，所述绕线式电动机输入端与电动机换向单元串联，所述电动机换向单元通过隔离开关QS与外界三相电相连，所述隔离开关QS输出端与变压器单元串联，所述绕线式电动机有固态电阻起动调速单元相连，所述固态电阻起动调速单元和变压器单元均与转子变频投切单元串联，所述转子变频投切单元与变压器单元相互串联。
根据上述技术方案，所述电动机换向单元由接触器KM1和KM1’组成，连接在绕线式电动机定子侧。
根据上述技术方案，所述固态电阻起动调速单元由三组电阻和三个接触器组成，连接于绕线式电动机转子侧；
所述电阻为RΩ1、RΩ2和RΩ2；
所述接触器为KMR1、KMR2和KMR3。
根据上述技术方案，所述变压器单元为星三角降压变压器。
根据上述技术方案，所述转子变频投切单元为接触器KM1和接触器KM2。
根据上述技术方案，所述变频调速单元由第一三相桥式不可控整流器、第二三相桥式不可控整流器、平波电抗器L1、双斩波器、稳压电容C、续流电抗器L2、第一三相桥式可控整流器和第二三相桥式可控整流器组成；
所述第一三相桥式不可控整流器为VT01、VD1、VD2、VD3、VD4、VD5和VD6；
所述第二三相桥式不可控整流器为VT01’、VD1’、VD2’、VD3’、VD4’、VD5’和VD6’；
所述双斩波器为V1、VD01、VD02、VD03、VT02’和V1’、VD01’、VD02’、VD03’、VT02；
所述第一三相桥式可控整流器为VT1、VT2、VT3、VT4、VT5和VT6；
所述第二三相桥式可控整流器为VT1’、VT2’、VT3’、VT4’、VT5’和VT6’；
所述第一三相桥式不可控整流器和第二三相桥式可控整流器并联，所述第二三相桥式不可控整流器和第二三相桥式可控整流器并联；
所述第一三相桥式可控整流器和第一三相桥式不可控整流器通过平波电抗器L1和续流电抗器L2串联；
所述第一三相桥式可控整流器和第一三相桥式不可控整流器通过并联有稳压电容C和双斩波器。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果：本实用新型结构科学合理，使用安全方便，四象限运行的电机在2、3象限运行时能够对电网进行回馈制动，即对电网进行能量反馈，类似发电机效果，这种方式直接减少了系统的电能损耗，并且增加了电机在2、3象限运行的稳定性，可以节约大量电能。
附图说明
附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。
在附图中：
图1是本实用新型的电路结构示意图；
图中标号：1、绕线式电动机；2、固态电阻起动调速单元；3、电动机换向单元；4、转子变频投切单元；5、变频调速单元；6、变压器单元。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例：如图1所示，本实用新型提供技术方案，一种绕线式电动机四象限运行的转子变频调速电路，包括绕线式电动机1，绕线式电动机1输入端与电动机换向单元3串联，电动机换向单元3通过隔离开关QS与外界三相电相连，隔离开关QS输出端与变压器单元6串联，绕线式电动机1有固态电阻起动调速单元2相连，固态电阻起动调速单元2和变压器单元6均与转子变频投切单元4串联，转子变频投切单元4与变压器单元6相互串联。
根据上述技术方案，电动机换向单元3由接触器KM1和KM1’组成，连接在绕线式电动机1定子侧。
根据上述技术方案，固态电阻起动调速单元2由三组电阻和三个接触器组成，连接于绕线式电动机1转子侧；
电阻为RΩ1、RΩ2和RΩ2；
接触器为KMR1、KMR2和KMR3。
根据上述技术方案，变压器单元6为星三角降压变压器。
根据上述技术方案，转子变频投切单元4为接触器KM1和接触器KM2。
根据上述技术方案，变频调速单元5由第一三相桥式不可控整流器、第二三相桥式不可控整流器、平波电抗器L1、双斩波器、稳压电容C、续流电抗器L2、第一三相桥式可控整流器和第二三相桥式可控整流器组成；
第一三相桥式不可控整流器为VT01、VD1、VD2、VD3、VD4、VD5和VD6；
第二三相桥式不可控整流器为VT01’、VD1’、VD2’、VD3’、VD4’、VD5’和VD6’；
双斩波器为V1、VD01、VD02、VD03、VT02’和V1’、VD01’、VD02’、VD03’、VT02；
第一三相桥式可控整流器为VT1、VT2、VT3、VT4、VT5和VT6；
第二三相桥式可控整流器为VT1’、VT2’、VT3’、VT4’、VT5’和VT6’；
第一三相桥式不可控整流器和第二三相桥式可控整流器并联，第二三相桥式不可控整流器和第二三相桥式可控整流器并联；
第一三相桥式可控整流器和第一三相桥式不可控整流器通过平波电抗器L1和续流电抗器L2串联；
第一三相桥式可控整流器和第一三相桥式不可控整流器通过并联有稳压电容C和双斩波器。
本实用新型的工作原理及使用流程：隔离开关QS上电后，电动机换向单元3内的真空接触器KM闭合，KM’打开，固态电阻调速单元2的真空接触器KMR闭合，KMR1-KMR3全部打开，转子变频投切单元真空接触器KM1和真空接触器KM2均打开；
装置启动时，绕线式电动机1通过固态分级电阻起动，起动过程中，接触器KMR3、接触器KMR2、接触器KMR1依次闭合，绕线式电动机1转速可以到额定转速；
当绕线式电动机1正向旋转时，转子变频调速被投入，电动机转子侧输出通过三相桥式不可控整流单元、平波电抗器L1、斩波器、稳压电容C、续流电抗器L2、三相桥式可控整流单元向电网反馈能量；
当绕线式电动机1处于正向电动状态，通过调节斩波器的占空比来调节转速，此时，绕线式电动机1工作于第一象限；
当绕线式电动机1制动时，先将绕线式电动机1转速调节到最低，然后保持高压开关QS处于闭合状态，打开真空接触器KM，然后转子侧电能通过转子变频反馈到电网，电动机回馈制动；此过程，电动机工作于第二象限。
当绕线式电动机1反向旋转时，其启动过程和正向旋转一样，只不过真空接触器从KM转为KM’，即换向单元的作用，转子变频调速被投入，电动机转子侧输出通过三相桥式不可控整流单元、平波电抗器L1、斩波器、稳压电容C、续流电抗器L2、三相桥式可控整流单元向电网反馈能量；
绕线式电动机1处于正向电动状态，通过调节斩波器的占空比来调节转速，此时，电动机工作于第三象限；
当绕线式电动机1制动时，先将电动机转速调节到最低，然后保持高压开关QS处于闭合状态，打开真空接触器KM’，然后转子侧电能通过转子变频反馈到电网，电动机回馈制动，此过程，电动机工作于第四象限；
当转子变频调速单元发成故障时，此时由电动机换向单元3、绕线式异步电机1和固态电阻调速单元2组成转子串电阻调速系统；
当绕线式异步电机1工作在正向电动时，KM吸合电机正转，转子电路串联电阻RΩ后，使转子电流I2’减小，转矩T也相应减小，电动机减速，转差率s将增加到s1，sE2将增加到s1E2，I2及一直增加到负载转矩Tz时，电动机达到新的平衡状态，电动机以对应于s1的转速带负载稳定运行；
当绕线式异步电机1反向电动时，KM’吸合电机反转，其调速方式同电机正转调速；
当绕线式异步电机1处于制动时，其发电产生的能量消耗在转子串联电阻上。
最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种绕线式电动机四象限运行的转子变频调速电路，其特征在于：包括绕线式电动机(1)，所述绕线式电动机(1)输入端与电动机换向单元(3)串联，所述电动机换向单元(3)通过隔离开关QS与外界三相电相连，所述隔离开关QS输出端与变压器单元(6)串联，所述绕线式电动机(1)有固态电阻起动调速单元(2)相连，所述固态电阻起动调速单元(2)和变压器单元(6)均与转子变频投切单元(4)串联，所述转子变频投切单元(4)与变压器单元(6)相互串联；
所述转子变频投切单元(4)为接触器KM1和接触器KM2，所述接触器KM1和接触器KM2之间串联有变频调速单元(5)，所述变频调速单元(5)由第一三相桥式不可控整流器、第二三相桥式不可控整流器、平波电抗器L1、双斩波器、稳压电容C、续流电抗器L2、第一三相桥式可控整流器和第二三相桥式可控整流器组成；
所述第一三相桥式不可控整流器为VT01、VD1、VD2、VD3、VD4、VD5和VD6；
所述第二三相桥式不可控整流器为VT01’、VD1’、VD2’、VD3’、VD4’、VD5’和VD6’；
所述双斩波器为V1、VD01、VD02、VD03、VT02’和V1’、VD01’、VD02’、VD03’、VT02；
所述第一三相桥式可控整流器为VT1、VT2、VT3、VT4、VT5和VT6；
所述第二三相桥式可控整流器为VT1’、VT2’、VT3’、VT4’、VT5’和VT6’；
所述第一三相桥式不可控整流器和第二三相桥式可控整流器并联，所述第二三相桥式不可控整流器和第二三相桥式可控整流器并联；
所述第一三相桥式可控整流器和第一三相桥式不可控整流器通过平波电抗器L1和续流电抗器L2串联；
所述第一三相桥式可控整流器和第一三相桥式不可控整流器通过并联有稳压电容C和双斩波器。
2.根据权利要求1所述的一种绕线式电动机四象限运行的转子变频调速电路，其特征在于，所述电动机换向单元(3)由接触器KM1和KM1’组成，连接在绕线式电动机(1)定子侧。
3.根据权利要求1所述的一种绕线式电动机四象限运行的转子变频调速电路，其特征在于，所述固态电阻起动调速单元(2)由三组电阻和三个接触器组成，连接于绕线式电动机(1)转子侧；
所述电阻为RΩ1、RΩ2和RΩ2；
所述接触器为KMR1、KMR2和KMR3。
4.根据权利要求1所述的一种绕线式电动机四象限运行的转子变频调速电路，其特征在于，所述变压器单元(6)为星三角降压变压器。
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