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      繞線式轉(zhuǎn)子無刷雙饋電動機(jī)無沖擊啟動裝置的制作方法

      文檔序號:12568261閱讀:422來源:國知局
      繞線式轉(zhuǎn)子無刷雙饋電動機(jī)無沖擊啟動裝置的制作方法

      本實(shí)用新型涉及無刷雙饋電動機(jī)技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種繞線式轉(zhuǎn)子無刷雙饋電動機(jī)無沖擊啟動裝置。



      背景技術(shù):

      無刷雙饋電動機(jī)作為近年來的一種新型交流調(diào)速電機(jī),它由兩套相互獨(dú)立的定子繞組(功率繞組和控制繞組)和轉(zhuǎn)子組成,利用可逆變頻器調(diào)節(jié)控制繞組的電源頻率實(shí)現(xiàn)對電動機(jī)的轉(zhuǎn)速控制。傳統(tǒng)的大功率無刷雙饋電動機(jī)啟動裝置采用控制繞組串聯(lián)電阻或者變頻器內(nèi)部的驅(qū)動電路中串聯(lián)電阻的方法,小功率無刷雙饋電動機(jī)采用直接短接控制繞組的方法。傳統(tǒng)的這些方法,電機(jī)的電流峰值很大,大電流會對電源產(chǎn)生沖擊,也會在電機(jī)內(nèi)部和供電線路上產(chǎn)生損耗而大量發(fā)熱。

      又有一些方法采用首先短接功率繞組,變頻器驅(qū)動控制繞組啟動,然后再切入功率繞組電源。此類方法在切入功率繞組電源時(shí)依然會帶來數(shù)倍額定電流的沖擊,并且電機(jī)轉(zhuǎn)速會劇烈變化,對負(fù)載運(yùn)行極為不利。

      目前,現(xiàn)有技術(shù)的無刷雙饋電動機(jī)啟動裝置無法降低沖擊電流對電機(jī)造成的危害,而且操作流程復(fù)雜,容易出現(xiàn)操作失靈情況,造成運(yùn)行故障;而且需要增加短接電阻等配套部件,增加成本;而且體積一般較大,過多占用現(xiàn)場空間,給安裝施工及維護(hù)帶來不便。



      技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

      本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單,操作容易,體積小,成本低,而且不會出現(xiàn)沖擊電流對電機(jī)造成危害的繞線式轉(zhuǎn)子無刷雙饋電動機(jī)無沖擊啟動裝置。

      為了解決上述技術(shù)問題,本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:繞線式轉(zhuǎn)子無刷雙饋電動機(jī)無沖擊啟動裝置,其特征在于:包括接觸器K1、接觸器K2、信號采集模塊、變流模塊和控制模塊,所述接觸器K1連接在電源Ⅰ與電動機(jī)的功率繞組之間,所述觸器K2連接在電源Ⅱ和所述變流模塊之間,所述信號采集模塊連接無刷雙饋電動機(jī),所述控制模塊連接所述信號采集模塊和所述變流模塊。

      優(yōu)選的,還包括人機(jī)界面和通訊模塊,所述人機(jī)界面和所述通訊模塊與所述控制模塊連接,所述人機(jī)界面和所述通訊模塊用于接收外部的操作指令及反饋系統(tǒng)的運(yùn)行情況。

      優(yōu)選的,所述接觸器K1的控制回路與所述控制模塊連接,所述控制模塊用于控制所述接觸器K1的通斷。

      優(yōu)選的,所述接觸器K2的控制回路與所述控制模塊連接,所述控制模塊用于控制所述接觸器K2的通斷。

      優(yōu)選的,所述信號采集模塊包括電流采集電路和電壓采集電路。

      優(yōu)選的,所述電流采集電路包括濾波電路和轉(zhuǎn)換電路。

      優(yōu)選的,所述電壓采集電路包括濾波電路和轉(zhuǎn)換電路。

      采用上述技術(shù)方案本實(shí)用新型得到的有益效果為:無沖擊啟動裝置結(jié)構(gòu)簡單,成本低,無沖擊啟動方法控制容易,運(yùn)行安全可靠,能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測無刷雙饋電動機(jī)的啟動狀態(tài),避免啟動時(shí)的沖擊電流對無刷雙饋電動機(jī)的危害。而且該無沖擊啟動方法和啟動裝置適應(yīng)性強(qiáng),能夠使用在各種型號的無刷雙饋電動機(jī)。

      附圖說明

      為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

      圖1為本實(shí)用新型繞線式轉(zhuǎn)子無刷雙饋電動機(jī)無沖擊啟動裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;

      圖2為本實(shí)用新型繞線式轉(zhuǎn)子無刷雙饋電動機(jī)無沖擊啟動方法的流程框圖;

      圖3為本實(shí)用新型繞線式轉(zhuǎn)子無刷雙饋電動機(jī)無沖擊啟動方法中矢量自適應(yīng)算法的控制流程圖;

      圖4為一種傳統(tǒng)的25kW功率的繞線式轉(zhuǎn)子無刷雙饋電動機(jī)控制繞組短接后啟動電機(jī)時(shí)功率繞組電流波形;

      圖5為與圖4同一臺電機(jī)的繞線式轉(zhuǎn)子無刷雙饋電動機(jī)控制繞組短接后啟動電機(jī)時(shí)控制繞組電流波形;

      圖6為與圖4同一臺電機(jī)的繞線式轉(zhuǎn)子無刷雙饋電動機(jī)使用本實(shí)用新型的繞線式轉(zhuǎn)子無刷雙饋電動機(jī)無沖擊啟動裝置進(jìn)行啟動過程中的功率繞組電流波形;

      圖7為與圖4同一臺電機(jī)的繞線式轉(zhuǎn)子無刷雙饋電動機(jī)使用本實(shí)用新型的繞線式轉(zhuǎn)子無刷雙饋電動機(jī)無沖擊啟動裝置進(jìn)行啟動過程中的控制繞組電流波形。

      具體實(shí)施方式

      下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步說明。在此需要說明的是,對于這些實(shí)施方式的說明用于幫助理解本實(shí)用新型,但并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的限定。此外,下面所描述的本實(shí)用新型各個(gè)實(shí)施方式中所涉及的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。

      圖1為一實(shí)施例中繞線式轉(zhuǎn)子無刷雙饋電動機(jī)無沖擊啟動裝置的結(jié)構(gòu)示意圖,包括接觸器K1,用于功率繞組的供電的通斷,功率繞組側(cè)電源Ⅰ可以為380V、690V、1140V、6kV、10kV三相工頻交流電源中的一種;還包括接觸器K2,用于無沖擊啟動裝置的供電的通斷,無沖擊啟動裝置的電源Ⅱ可以為380V、690V、1140V、6kV、10kV三相工頻交流電源中的一種或者580V、1150V的持續(xù)直流電的一種;還包括信號采集模塊,用于采集無刷雙饋電動機(jī)功率繞組的電壓和電流信號、控制繞組的電壓和電流信號;還包括變流模塊,用于對無刷雙饋電動機(jī)輸出所需的控制電流;還包括控制模塊,用于接收所述信號采集模塊的信號,根據(jù)所述信號采集模塊的信號進(jìn)行計(jì)算并控制所述變流模塊電流的輸出;還包括人機(jī)界面和通訊模塊,所述人機(jī)界面和所述通訊模塊與所述控制模塊連接,所述人機(jī)界面和所述通訊模塊用于接收外部的操作指令及反饋系統(tǒng)的運(yùn)行情況;所述信號采集模塊包括電流采集電路和電壓采集電路;電流采集電路和電壓采集電路包括濾波電路和轉(zhuǎn)換電路。

      圖2為一實(shí)施例中繞線式轉(zhuǎn)子無刷雙饋電動機(jī)無沖擊啟動方法的流程圖,包括以下步驟:

      (1)接通啟動裝置的電源,啟動裝置就緒;

      (2)啟動裝置就緒后,在人機(jī)界面上設(shè)定電機(jī)參數(shù);

      (3)執(zhí)行啟動操作;

      (4)接通功率繞組電源;

      (5)啟動裝置中的控制模塊根據(jù)檢測到的電機(jī)信號,執(zhí)行矢量自適應(yīng)控制算法;

      (6)控制模塊驅(qū)動變流模塊實(shí)現(xiàn)對控制繞組的輸出;

      (7)啟動裝置控制電機(jī)達(dá)到自然同步速后,完成無沖擊啟動過程。

      本無沖擊啟動方法中的控制模塊實(shí)時(shí)監(jiān)控?zé)o刷雙饋電動機(jī)啟動過程中的運(yùn)行數(shù)據(jù),以及及時(shí)改變變流模塊對無刷雙饋電動機(jī)提供的電流。

      圖3是一實(shí)施例中繞線式轉(zhuǎn)子無刷雙饋電動機(jī)無沖擊啟動方法中矢量自適應(yīng)算法的控制流程圖。本實(shí)用新型中的矢量自適應(yīng)算法流程包括以下步驟:

      (1)根據(jù)設(shè)定的電機(jī)參數(shù)中的額定電壓和額定功率,計(jì)算出啟動轉(zhuǎn)矩Te1;

      (2)將信號采集模塊獲取的功率繞組三相電流由三相靜止坐標(biāo)系變換到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系,所述兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系包括pM軸和pT軸,得到功率繞組在pM軸和pT軸上的電流分量ipM、ipT,ipM和ipT初始值為默認(rèn)給定值;

      (3)將信號采集模塊獲取的控制繞組三相電流由三相靜止坐標(biāo)系變換到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系,所述兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系包括cM軸和cT軸,得到控制繞組在cM軸和cT軸上的電流分量icM、icT,icM和icT初始值為默認(rèn)給定值;

      (4)根據(jù)啟動轉(zhuǎn)矩Te1及設(shè)定的啟動電流上限,計(jì)算出控制繞組的電流給定值i*cM、i*cT;

      (5)根據(jù)ipM、ipT、i*cM、i*cT,通過自適應(yīng)算法計(jì)算出控制繞組的三相電壓UcU、UcV、UcW,并通過驅(qū)動變流模塊使控制繞組的三相電壓為UcU、UcV、UcW

      (6)通過自適應(yīng)算法中的轉(zhuǎn)速計(jì)算過程,調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速由0提升至自然同步速。

      圖4為一種傳統(tǒng)的25kW功率的繞線式轉(zhuǎn)子無刷雙饋電動機(jī)控制繞組短接后啟動電機(jī)時(shí)功率繞組電流波形,圖5為與圖4同一臺電機(jī)的無刷雙饋電動機(jī)控制繞組短接后啟動電機(jī)時(shí)控制繞組電流波形,在無刷雙饋電動機(jī)啟動過程中,功率繞組的電流峰值在110A左右,是空載電流的4-5倍,控制繞組的電流峰值在90A左右,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的額定電流。這么大的電流對供電電源產(chǎn)生很大沖擊,也會在電機(jī)內(nèi)部和供電線路上產(chǎn)生損耗而大量發(fā)熱。

      圖6為與圖4同一臺電機(jī)的繞線式轉(zhuǎn)子無刷雙饋電動機(jī),在使用本實(shí)用新型的繞線式轉(zhuǎn)子無刷雙饋電動機(jī)無沖擊啟動裝置進(jìn)行啟動過程中的功率繞組電流波形,圖7為與圖4同一臺電機(jī)的繞線式轉(zhuǎn)子無刷雙饋電動機(jī),在使用本實(shí)用新型的繞線式轉(zhuǎn)子無刷雙饋電動機(jī)無沖擊啟動裝置進(jìn)行啟動過程中的控制繞組電流波形,跟傳統(tǒng)的短接控制繞組的啟動方式不一樣的是,功率繞組電流和控制繞組電流的峰值被控制在分別是25A和15A左右,大大低于之前傳統(tǒng)的啟動方法。

      本實(shí)用新型的無沖擊啟動裝置結(jié)構(gòu)簡單,成本低,無沖擊啟動方法控制容易,運(yùn)行安全可靠,能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測無刷雙饋電動機(jī)的啟動狀態(tài),避免啟動時(shí)的沖擊電流對無刷雙饋電動機(jī)的危害。而且該無沖擊啟動方法和啟動裝置適應(yīng)性強(qiáng),能夠使用在各種型號的無刷雙饋電動機(jī)。

      以上結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施方式作了詳細(xì)說明,但本實(shí)用新型不限于所描述的實(shí)施方式。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言,在不脫離本實(shí)用新型原理和精神的情況下,對這些實(shí)施方式進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型,仍落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。

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