專(zhuān)利名稱(chēng)：一種單相感應(yīng)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種單相感應(yīng)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)，該單相感應(yīng)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)用于頻繁起停或需調(diào)速控制的多個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用場(chǎng)合，特別適用于工廠工業(yè)縫紉機(jī)的電力驅(qū)動(dòng)。
背景技術(shù)：
目前單相感應(yīng)電機(jī)被廣泛的使用于各種工業(yè)和民用場(chǎng)合，例如，工業(yè)縫紉機(jī)械、空調(diào)裝置、通風(fēng)機(jī)、水泵、電動(dòng)工具。以目前服裝廠使用機(jī)械運(yùn)行為例，服裝廠中縫紉機(jī)械的數(shù)量非常多，在使用的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)以下問(wèn)題對(duì)不具有起動(dòng)控制的單相感應(yīng)電機(jī)，當(dāng)處于頻繁起停工作狀態(tài)時(shí)，起動(dòng)的過(guò)程中存在電流沖擊。電流沖擊會(huì)使得電機(jī)內(nèi)瞬間電流過(guò)大，造成發(fā)熱量很大，大大的超過(guò)了正常工作的發(fā)熱量，容易使絕緣老化、嚴(yán)重時(shí)造成絕緣損壞而造成短路事故。同時(shí)，起動(dòng)電流對(duì)電網(wǎng)造成沖擊，大量電機(jī)同時(shí)起動(dòng)，引起電壓跌落，影響同一電網(wǎng)的其它用電設(shè)備的正常運(yùn)行。對(duì)于不帶調(diào)速控制的單相感應(yīng)電機(jī)，當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間輕載運(yùn)行時(shí)，功率因數(shù)降低。較大的無(wú)功功率，造成電網(wǎng)能量的損耗。目前，在諸如縫紉機(jī)應(yīng)用場(chǎng)合，仍存在采用機(jī)械離合器方式控制作機(jī)械起動(dòng)與停止的方式，這種方式使單相感應(yīng)電機(jī)經(jīng)常處于空載運(yùn)行狀態(tài)，造成系統(tǒng)的功率因數(shù)偏低。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種功率因數(shù)高、電流沖擊小， 可有效利用單相感應(yīng)電機(jī)制動(dòng)能量，用于頻繁起?；蛐枵{(diào)速控制的多個(gè)單相感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用一種單相感應(yīng)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)PWM整流電路，多個(gè)逆變電路，多個(gè)控制電路，多個(gè)電壓檢測(cè)電路，多個(gè)電流檢測(cè)電路，多個(gè)轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路和調(diào)速開(kāi)關(guān)；PWM整流電路將直流電輸送到直流母線上，逆變電路并聯(lián)在直流母線上，各逆變電路均與單相感應(yīng)電機(jī)電連接，逆變電路受控制電路控制，控制電路的一端與調(diào)速開(kāi)關(guān)相連，另一端分別與電壓檢測(cè)電路、電流檢測(cè)電路和轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路電連接，電壓檢測(cè)電路、電流檢測(cè)電路和轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路均檢測(cè)單相感應(yīng)電機(jī)兩端的電壓、 電流和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。通過(guò)采用上述方案實(shí)現(xiàn)了一種與直流母線相連的多個(gè)單相感應(yīng)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠通過(guò)整流電路，控制電路以及逆變電路，以及檢測(cè)電路來(lái)實(shí)現(xiàn)單相感應(yīng)電機(jī)的調(diào)速控制。對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步改進(jìn)，所述的PWM整流電路輸入端與三相交流電源連接，輸出端通過(guò)正直流母線和負(fù)直流母線與所述的逆變電路的輸入端并聯(lián)；PWM整流電路為直流母線提供直流電源，并為逆變電路供電。
3[0010]通過(guò)采用上述方案，所述的逆變電路與單相感應(yīng)電機(jī)的繞組相連，并受控制電路的控制，控制電路與各調(diào)速開(kāi)關(guān)相連，一一對(duì)應(yīng)控制各逆變電路。對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步改進(jìn)，所述的調(diào)速開(kāi)關(guān)彼此是獨(dú)立的、互不干擾的，分別實(shí)現(xiàn)控制功能。通過(guò)采用上述方案，所述的單相感應(yīng)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)中每個(gè)由PWM整流電路提供直流電的母線上有四個(gè)逆變電路，四個(gè)控制電路，四個(gè)電壓檢測(cè)電路，四個(gè)電流檢測(cè)電路和四個(gè)調(diào)速開(kāi)關(guān)；直流母線并聯(lián)四個(gè)逆變電路，各逆變電路均與單相感應(yīng)電機(jī)電連接，逆變電路受控制電路控制，控制電路的一端與調(diào)速開(kāi)關(guān)相連，另一端分別與電壓檢測(cè)電路、電流檢測(cè)電路和轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路電連接，電壓檢測(cè)電路、電流檢測(cè)電路和轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路均檢測(cè)單相感應(yīng)電機(jī)兩端的電壓、電流和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。本實(shí)用新型和目前采用的單相感應(yīng)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)第一，功率因數(shù)高采用PWM整流電路能夠克服傳統(tǒng)的晶閘管相整流電路和二極管整流電路中出現(xiàn)的輸入電流諧波大的缺點(diǎn)。PWM整流電路能使輸入電流接近正弦波，與輸入電壓同相位，達(dá)到單位功率因數(shù)；第二，電流沖擊小由逆變電路控制單相感應(yīng)電機(jī)軟起動(dòng)，降低了單相感應(yīng)電機(jī)起動(dòng)電流沖擊。再者，采用直流母線對(duì)單相感應(yīng)電機(jī)供電，單相感應(yīng)電機(jī)的隨機(jī)起動(dòng)與停止時(shí)的沖擊電流能在直流母線側(cè)進(jìn)行能量互補(bǔ)緩沖，對(duì)交流電網(wǎng)的電流沖擊小。克服了單相感應(yīng)電機(jī)獨(dú)立控制時(shí)對(duì)交流電網(wǎng)的電流沖擊問(wèn)題。第三，節(jié)約電能⑴由逆變電路控制單相感應(yīng)電機(jī)軟起動(dòng)，并根據(jù)電機(jī)負(fù)載情況，控制單相感應(yīng)電機(jī)的情況調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，能夠提高電能使用率?？朔瞬捎脵C(jī)械離合器控制工作機(jī)械的能量損耗的缺點(diǎn)；( 單相感應(yīng)電機(jī)停車(chē)制動(dòng)時(shí)的機(jī)械能量被各自的逆變電路回饋到直流側(cè)，被同一直流母線的其它逆變電路所利用；當(dāng)同一直流母線的大部分逆變電路均向直流側(cè)回饋電能時(shí)，這種能量回饋使得直流母線電壓升高，PWM整流電路將直流側(cè)能量回饋到交流電網(wǎng)。這種在直流側(cè)進(jìn)行能量交換利用，以及將制動(dòng)能量回饋交流電網(wǎng)的特點(diǎn)，克服了傳統(tǒng)采用制動(dòng)電阻方法引起的能耗。第四，降低調(diào)速系統(tǒng)成本高性能單相感應(yīng)調(diào)速電路的整流電路通常采用功率因數(shù)校正環(huán)節(jié)，在單相感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用場(chǎng)合，所有感應(yīng)電機(jī)的調(diào)速控制電路均各自進(jìn)行功率因數(shù)校正，增加控制系統(tǒng)的成本。本實(shí)用新型采用集中的PWM整流電路接入交流電網(wǎng)，對(duì)單相感應(yīng)電機(jī)供電，既提高了系統(tǒng)的功率因數(shù)，也降低系統(tǒng)成本。

圖1是本實(shí)用新型一種實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1為該實(shí)用新型的一種實(shí)施例，為了便于說(shuō)明，本實(shí)施例給出了一個(gè)PWM整流電路1，四個(gè)逆變電路6，四個(gè)控制電路5，四個(gè)電壓檢測(cè)電路4、四個(gè)電流檢測(cè)電路9和四個(gè)調(diào)速開(kāi)關(guān)3。所述的PWM整流電路1輸入端與三相交流電源連接，輸出端通過(guò)正直流母線2和負(fù)直流母線2與所述的逆變電路6的輸入端并聯(lián)，PWM整流電路1為直流母線2提供直流電源，同時(shí)為逆變電路6供電。所述的逆變電路6與單相感應(yīng)電機(jī)8的繞組相連，并受控制電路5的控制，其控制電路5均與各調(diào)速開(kāi)關(guān)3相連，一一對(duì)應(yīng)控制各逆變電路6。所述的調(diào)速開(kāi)關(guān)3彼此是獨(dú)立的、互不干擾的，分別實(shí)現(xiàn)控制功能。所述的單相感應(yīng)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)中每個(gè)由PWM整流電路1提供直流電的母線2 上有四個(gè)逆變電路6，四個(gè)控制電路5，四個(gè)電壓檢測(cè)電路4，四個(gè)電流檢測(cè)電路9和四個(gè)調(diào)速開(kāi)關(guān)3 ；直流母線2并聯(lián)四個(gè)逆變電路6，各逆變電路6均與單相感應(yīng)電機(jī)電8連接，逆變電路6受控制電路5控制，控制電路5的一端與調(diào)速開(kāi)關(guān)3相連，另一端分別與電壓檢測(cè)電路4、電流檢測(cè)電路9和轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路7電連接，電壓檢測(cè)電路4、電流檢測(cè)電路9和轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路7均檢測(cè)單相感應(yīng)電機(jī)8兩端的電壓、電流和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。除了 PWM整流部分1，其他部件的數(shù)量可以根據(jù)實(shí)際需求而定。本實(shí)用新型的工作過(guò)程是PWM整流電路1將三相交流電變換成直流電，輸出到正直流母線2和負(fù)直流母線2 (簡(jiǎn)稱(chēng)直流母線)上，直流母線2的電壓由PWM整流電路1進(jìn)行穩(wěn)定控制，通過(guò)直流母線2向逆變電路6供電；當(dāng)調(diào)速開(kāi)關(guān)3給出與轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)作為速度指令信號(hào)時(shí)，控制電路5根據(jù)速度指令信號(hào)的大小，與檢測(cè)到的單相感應(yīng)電機(jī)8轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速信號(hào)進(jìn)行比較，向逆變電路6發(fā)出控制信號(hào)，使逆變電路6輸出合適的電壓和頻率，單相感應(yīng)電機(jī)8的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速達(dá)到并穩(wěn)定運(yùn)行在指令信號(hào)設(shè)定的轉(zhuǎn)速。同時(shí)，控制電路5檢測(cè)單相感應(yīng)電機(jī)8的繞組電壓和電流信號(hào)，當(dāng)出現(xiàn)超過(guò)幅值設(shè)定閾值和持續(xù)時(shí)間設(shè)定閾值的過(guò)電壓或過(guò)電流情況時(shí)，控制電路5將停止逆變電路6的工作，單相感應(yīng)電機(jī)8停止運(yùn)行并發(fā)出報(bào)警提示。在調(diào)速開(kāi)關(guān)3給出的指令為減速運(yùn)行或從運(yùn)行至停止時(shí)，控制電路6和逆變電路使單相感應(yīng)電機(jī)8處于制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，單相感應(yīng)電機(jī)8的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能反饋到直流母線2側(cè)；在逆變電路6同時(shí)運(yùn)行的情況下，由一個(gè)或幾個(gè)制動(dòng)狀態(tài)的單相感應(yīng)電機(jī)8反饋到直流側(cè)的電能，會(huì)被其它處于加速或電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)的單相感應(yīng)電機(jī)8所利用。如果某一時(shí)刻由直流母線2供電的大部分或全部單相感應(yīng)電機(jī)8均處于制動(dòng)狀態(tài)，反饋到直流側(cè)的電能會(huì)引起直流電壓上升的趨勢(shì)，PWM整流電路1將工作在有源逆變狀態(tài)，將制動(dòng)能量回饋到交流電網(wǎng)。
權(quán)利要求1.一種單相感應(yīng)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)，其特征在于所述的單相感應(yīng)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)PWM整流電路，多個(gè)逆變電路，多個(gè)控制電路，多個(gè)電壓檢測(cè)電路，多個(gè)電流檢測(cè)電路，多個(gè)轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路和調(diào)速開(kāi)關(guān)；PWM整流電路將直流電輸送到直流母線上，直流母線并聯(lián)多個(gè)逆變電路，各逆變電路均與單相感應(yīng)電機(jī)電連接，逆變電路受控制電路控制，控制電路的一端與調(diào)速開(kāi)關(guān)相連，另一端分別與電壓檢測(cè)電路、電流檢測(cè)電路和轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路電連接，電壓檢測(cè)電路、電流檢測(cè)電路和轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路均檢測(cè)單相感應(yīng)電機(jī)兩端的電壓、電流和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單相感應(yīng)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)，其特征在于所述的PWM整流電路輸入端與三相交流電源連接，輸出端通過(guò)正直流母線和負(fù)直流母線與所述的逆變電路的輸入端并聯(lián)，PWM整流電路為直流母線提供直流電源，同時(shí)為逆變電路供電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的單相感應(yīng)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)，其特征在于所述的逆變電路與單相感應(yīng)電機(jī)的繞組相連，并受控制電路的控制，控制電路與各調(diào)速開(kāi)關(guān)相連，一一對(duì)應(yīng)控制各逆變電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的單相感應(yīng)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)，其特征在于所述的各調(diào)速開(kāi)關(guān)彼此是獨(dú)立的、互不干擾的，分別實(shí)現(xiàn)控制功能。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的單相感應(yīng)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)，其特征在于所述的各調(diào)速開(kāi)關(guān)彼此是獨(dú)立的、互不干擾的，分別實(shí)現(xiàn)控制功能。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的單相感應(yīng)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)，其特征在于所述的單相感應(yīng)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)中每個(gè)由PWM整流電路提供直流電的母線上并聯(lián)四個(gè)逆變電路，四個(gè)逆變電路對(duì)應(yīng)有四個(gè)控制電路，四個(gè)電壓檢測(cè)電路，四個(gè)電流檢測(cè)電路和四個(gè)調(diào)速開(kāi)關(guān)； 直流母線并聯(lián)四個(gè)逆變電路，各逆變電路均與單相感應(yīng)電機(jī)電連接，逆變電路受控制電路控制，控制電路的一端與調(diào)速開(kāi)關(guān)相連，另一端分別與電壓檢測(cè)電路、電流檢測(cè)電路和轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路電連接，電壓檢測(cè)電路、電流檢測(cè)電路和轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路均檢測(cè)單相感應(yīng)電機(jī)兩端的電壓、電流和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的單相感應(yīng)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)，其特征在于所述的單相感應(yīng)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)中每個(gè)由PWM整流電路提供直流電的母線上并聯(lián)四個(gè)逆變電路，四個(gè)逆變電路對(duì)應(yīng)有四個(gè)控制電路，四個(gè)電壓檢測(cè)電路，四個(gè)電流檢測(cè)電路和四個(gè)調(diào)速開(kāi)關(guān)；直流母線并聯(lián)四個(gè)逆變電路，各逆變電路均與單相感應(yīng)電機(jī)電連接，逆變電路受控制電路控制， 控制電路的一端與調(diào)速開(kāi)關(guān)相連，另一端分別與電壓檢測(cè)電路、電流檢測(cè)電路和轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路電連接，電壓檢測(cè)電路、電流檢測(cè)電路和轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路均檢測(cè)單相感應(yīng)電機(jī)兩端的電壓、電流和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種單相感應(yīng)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)，該單相感應(yīng)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)將直流電輸出到直流母線上的PWM整流電路，多個(gè)與直流母線相連的逆變電路，以及與逆變電路相連的控制電路、電壓檢測(cè)電路、電流檢測(cè)電路、轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路和調(diào)速開(kāi)關(guān)；所述母線由一個(gè)或多個(gè)PWM整流電路提供直流電源；所述整流電路輸入端與三相交流電源連接，輸出端通過(guò)正直流母線和負(fù)直流母線與所述逆變電路的輸入端并聯(lián)；所述控制電路一一對(duì)應(yīng)控制各逆變電路；所述控制電路與各調(diào)速開(kāi)關(guān)一一對(duì)應(yīng)相連。本實(shí)用新型具有功率因數(shù)高、電流沖擊小，可有效利用單相感應(yīng)電機(jī)制動(dòng)能量，用于頻繁起?；蛐枵{(diào)速控制的多個(gè)單相感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
文檔編號(hào)H02P3/18GK201947218SQ20112009444
公開(kāi)日2011年8月24日 申請(qǐng)日期2011年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月26日
發(fā)明者夏澤中, 戴曉星, 潘亞潔, 潘春月, 顏曉河 申請(qǐng)人:溫州職業(yè)技術(shù)學(xué)院