一種脈沖調(diào)速型繞線轉(zhuǎn)子異步電的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及三相異步電機，具體是一種脈沖調(diào)速型繞線轉(zhuǎn)子異步電機。本實用新型解決了現(xiàn)有三相異步電機調(diào)速過程復雜、調(diào)速不平滑的問題。一種脈沖調(diào)速型繞線轉(zhuǎn)子異步電機，包括定子鐵心、轉(zhuǎn)子鐵心、繞制于定子鐵心上的定子繞組、繞制于轉(zhuǎn)子鐵心上的轉(zhuǎn)子繞組、第一-第三電容器、第一-第三碳刷、第一-第二三相交流接觸器、可關斷電力電子器件、由第一-第六二極管組成的三相整流橋；所述定子繞組包括A相第一定子繞組、A相第二定子繞組、B相第一定子繞組、B相第二定子繞組、C相第一定子繞組、C相第二定子繞組；所述轉(zhuǎn)子繞組包括A相轉(zhuǎn)子繞組、B相轉(zhuǎn)子繞組、C相轉(zhuǎn)子繞組。本實用新型適用于各種領域。
【專利說明】一種脈沖調(diào)速型繞線轉(zhuǎn)子異步電機

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及三相異步電機，具體是一種脈沖調(diào)速型繞線轉(zhuǎn)子異步電機。

【背景技術】
[0002]三相異步電機在實際應用中，需要根據(jù)應用要求進行調(diào)速?，F(xiàn)有的三相異步電機由于自身結(jié)構(gòu)所限，需要通過定子脈沖調(diào)壓和轉(zhuǎn)子脈沖控制來進行調(diào)速。其中，定子脈沖調(diào)壓是指將三相異步電機的定子繞組的中性端解開并與三相整流橋的交流輸入端連接，并將可關斷電力電子器件與三相整流橋的直流輸出端連接，然后通過改變可關斷電力電子器件的導通脈沖寬度來改變定子繞組的電壓，由此改變電機的轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)子脈沖控制則是指將三相異步電機的轉(zhuǎn)子繞組與三相整流橋的交流輸入端連接，并將可關斷電力電子器件與三相整流橋的直流輸出端連接，然后通過改變可關斷電力電子器件的導通脈沖寬度來改變轉(zhuǎn)子繞組的等值附加電阻，由此改變電機的轉(zhuǎn)速。然而實踐表明，無論是定子脈沖調(diào)壓還是轉(zhuǎn)子脈沖控制，均存在調(diào)速過程復雜、調(diào)速不平滑的問題。基于此，有必要發(fā)明一種全新的三相異步電機，以解決現(xiàn)有二相異步電機存在的上述問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型為了解決現(xiàn)有三相異步電機調(diào)速過程復雜、調(diào)速不平滑的問題，提供了一種脈沖調(diào)速型繞線轉(zhuǎn)子異步電機。
[0004]本實用新型是采用如下技術方案實現(xiàn)的:一種脈沖調(diào)速型繞線轉(zhuǎn)子異步電機，包括定子鐵心、轉(zhuǎn)子鐵心、繞制于定子鐵心上的定子繞組、繞制于轉(zhuǎn)子鐵心上的轉(zhuǎn)子繞組、第一-第三電容器、第一-第三碳刷、第一-第二三相交流接觸器、可關斷電力電子器件、由第一-第六二極管組成的三相整流橋；
[0005]所述定子繞組包括A相第一定子繞組、A相第二定子繞組、B相第一定子繞組、B相第二定子繞組、C相第一定子繞組、C相第二定子繞組；
[0006]所述轉(zhuǎn)子繞組包括A相轉(zhuǎn)子繞組、B相轉(zhuǎn)子繞組、C相轉(zhuǎn)子繞組；
[0007]A相第一定子繞組的首端與A相第二定子繞組的首端連接，且該連接點作為A相接線端相第一定子繞組的首端與B相第二定子繞組的首端連接，且該連接點作為B相接線端；C相第一定子繞組的首端與C相第二定子繞組的首端連接，且該連接點作為C相接線端;
[0008]A相第一定子繞組的尾端與B相第二定子繞組的尾端連接，且該連接點作為A相調(diào)節(jié)端相第一定子繞組的尾端與C相第二定子繞組的尾端連接，且該連接點作為B相調(diào)節(jié)端；C相第一定子繞組的尾端與A相第二定子繞組的尾端連接，且該連接點作為C相調(diào)節(jié)端;
[0009]A相轉(zhuǎn)子繞組的首端、B相轉(zhuǎn)子繞組的首端、C相轉(zhuǎn)子繞組的首端連接在一起；A相轉(zhuǎn)子繞組的尾端通過第一碳刷與A相調(diào)節(jié)端連接；B相轉(zhuǎn)子繞組的尾端通過第二碳刷與B相調(diào)節(jié)端連接；C相轉(zhuǎn)子繞組的尾端通過第三碳刷與C相調(diào)節(jié)端連接；
[0010]第一電容器的兩端分別與A相接線端和A相調(diào)節(jié)端連接；第二電容器的兩端分別與B相接線端和B相調(diào)節(jié)端連接；第三電容器的兩端分別與C相接線端和C相調(diào)節(jié)端連接；
[0011]第一三相交流接觸器的三組觸點的一端分別與A相接線端、B相接線端、C相接線端連接；第二三相交流接觸器的三組觸點的一端分別與A相調(diào)節(jié)端、B相調(diào)節(jié)端、C相調(diào)節(jié)端連接；第二三相交流接觸器的三組觸點的另一端連接在一起；
[0012]三相整流橋的三個交流輸入端分別與A相調(diào)節(jié)端、B相調(diào)節(jié)端、C相調(diào)節(jié)端連接；三相整流橋的直流正輸出端與可關斷電力電子器件的集電極連接；三相整流橋的直流負輸出端與可關斷電力電子器件的發(fā)射極連接。
[0013]工作時，將可關斷電力電子器件的基極與PWM控制器連接，將第一三相交流接觸器的三組觸點的另一端分別與三相交流電源的三個輸出端連接。具體工作過程如下:首先，閉合第一三相交流接觸器，定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組由此通電。此時，定子繞組的感應電勢相量接近于三角形，轉(zhuǎn)子繞組的感應電勢相量的頻率與定子繞組的感應電勢相量的頻率接近于相同，轉(zhuǎn)子繞組的電流為工頻電流，電機的轉(zhuǎn)差率接近于1，電機的轉(zhuǎn)速接近于零。然后，通過PWM控制器控制可關斷電力電子器件的導通脈沖寬度逐漸增大。隨著導通脈沖寬度逐漸增大，三相整流橋的三個交流輸入端的相電壓(即A相調(diào)節(jié)端、B相調(diào)節(jié)端、C相調(diào)節(jié)端的相電壓)逐漸降低，定子繞組的感應電勢相量的頻率逐漸升高，定子繞組的旋轉(zhuǎn)磁場的頻率逐漸升高，轉(zhuǎn)子繞組受旋轉(zhuǎn)磁場的作用并經(jīng)三相整流橋和可關斷電力電子器件形成單獨的通流回路，轉(zhuǎn)子繞組的感應電勢相量的頻率逐漸降低，轉(zhuǎn)子繞組由此產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，電機的轉(zhuǎn)速由此逐漸升高。當可關斷電力電子器件的導通脈沖寬度增至接近于截止寬度時，三相整流橋的三個交流輸入端的相電壓(即A相調(diào)節(jié)端、B相調(diào)節(jié)端、C相調(diào)節(jié)端的相電壓)降至接近于1/4定子繞組相電壓值，轉(zhuǎn)子繞組由此產(chǎn)生接近于1/2額定轉(zhuǎn)矩的電磁轉(zhuǎn)矩，電機的轉(zhuǎn)速由此升至1/2額定轉(zhuǎn)速。當可關斷電力電子器件的導通脈沖寬度增至最大時，三相整流橋的三個交流輸入端的相電壓(即A相調(diào)節(jié)端、B相調(diào)節(jié)端、C相調(diào)節(jié)端的相電壓)降至接近于零，轉(zhuǎn)子繞組由此產(chǎn)生接近于額定轉(zhuǎn)矩的電磁轉(zhuǎn)矩，電機的轉(zhuǎn)速由此升至接近于額定轉(zhuǎn)速。隨后，閉合第二三相交流接觸器，電機的轉(zhuǎn)速由此保持在額定轉(zhuǎn)速。在此過程中，由于定子繞組的同相兩繞組的首端連接，使得轉(zhuǎn)子繞組的電流若從同相的一繞組進，必然要從另一繞組出，由此使得轉(zhuǎn)子繞組的電流對定子繞組的作用是正負抵消的，但是兩繞組的電阻能夠起到提高電磁轉(zhuǎn)矩的作用。由于第一-第三電容器與定子繞組并聯(lián)，一方面使得定子繞組的電感能量能夠通過第一-第三電容器形成內(nèi)部輪回，由此有效減小了電機的無功損耗，另一方面使得當瞬間關斷可關斷電力電子器件時，定子繞組能夠通過第一-第三電容器形成續(xù)流回路?；谏鲜鲞^程，與現(xiàn)有三相異步電機相比，本實用新型所述的一種脈沖調(diào)速型繞線轉(zhuǎn)子異步電機基于全新結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了通過調(diào)節(jié)可關斷電力電子器件的導通脈沖寬度來同時調(diào)節(jié)定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組的感應電勢相量的頻率，由此有效簡化了調(diào)速過程，并使得調(diào)速更加平滑，從而有效解決了現(xiàn)有三相異步電機調(diào)速過程復雜、調(diào)速不平滑的問題。
[0014]本實用新型結(jié)構(gòu)合理、設計巧妙，有效解決了現(xiàn)有三相異步電機調(diào)速過程復雜、調(diào)速不平滑的問題，適用于各種領域。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0016]一種脈沖調(diào)速型繞線轉(zhuǎn)子異步電機，包括定子鐵心、轉(zhuǎn)子鐵心、繞制于定子鐵心上的定子繞組、繞制于轉(zhuǎn)子鐵心上的轉(zhuǎn)子繞組、第一-第三電容器C01-C03、第一-第三碳刷HT1-HT3、第一-第二三相交流接觸器K1-K2、可關斷電力電子器件Tl、由第一-第六二極管D1-D6組成的三相整流橋；
[0017]所述定子繞組包括A相第一定子繞組Wal、A相第二定子繞組Wa2、B相第一定子繞組Wbl、B相第二定子繞組Wb2、C相第一定子繞組Wcl、C相第二定子繞組Wc2 ；
[0018]所述轉(zhuǎn)子繞組包括A相轉(zhuǎn)子繞組WlO、B相轉(zhuǎn)子繞組W20、C相轉(zhuǎn)子繞組W30 ；
[0019]A相第一定子繞組Wal的首端與A相第二定子繞組Wa2的首端連接，且該連接點作為A相接線端Al出相第一定子繞組Wbl的首端與B相第二定子繞組Wb2的首端連接，且該連接點作為B相接線端BI ；C相第一定子繞組Wcl的首端與C相第二定子繞組Wc2的首端連接，且該連接點作為C相接線端Cl ；
[0020]A相第一定子繞組Wal的尾端與B相第二定子繞組Wb2的尾端連接，且該連接點作為A相調(diào)節(jié)端AOl ；B相第一定子繞組Wbl的尾端與C相第二定子繞組Wc2的尾端連接，且該連接點作為B相調(diào)節(jié)端BOl ;(:相第一定子繞組Wcl的尾端與A相第二定子繞組Wa2的尾端連接，且該連接點作為C相調(diào)節(jié)端COl ；
[0021]A相轉(zhuǎn)子繞組WlO的首端、B相轉(zhuǎn)子繞組W20的首端、C相轉(zhuǎn)子繞組W30的首端連接在一起；A相轉(zhuǎn)子繞組WlO的尾端通過第一碳刷HTl與A相調(diào)節(jié)端AOl連接；B相轉(zhuǎn)子繞組W20的尾端通過第二碳刷HT2與B相調(diào)節(jié)端BOl連接；C相轉(zhuǎn)子繞組W30的尾端通過第三碳刷HT3與C相調(diào)節(jié)端COl連接；
[0022]第一電容器COl的兩端分別與A相接線端Al和A相調(diào)節(jié)端AOl連接；第二電容器C02的兩端分別與B相接線端BI和B相調(diào)節(jié)端BOl連接；第三電容器C03的兩端分別與C相接線端Cl和C相調(diào)節(jié)端COl連接；
[0023]第一三相交流接觸器Kl的三組觸點的一端分別與A相接線端A1、B相接線端B1、C相接線端Cl連接；第二三相交流接觸器K2的三組觸點的一端分別與A相調(diào)節(jié)端AOl、B相調(diào)節(jié)端B01、C相調(diào)節(jié)端COl連接；第二三相交流接觸器K2的三組觸點的另一端連接在一起;
[0024]三相整流橋的三個交流輸入端分別與A相調(diào)節(jié)端A01、B相調(diào)節(jié)端BOl、C相調(diào)節(jié)端COl連接；三相整流橋的直流正輸出端與可關斷電力電子器件Tl的集電極連接；三相整流橋的直流負輸出端與可關斷電力電子器件Tl的發(fā)射極連接。
[0025]具體實施時，所述可關斷電力電子器件Tl為IGBT。所述第一-第三電容器C01-C03均為單相電力電容器，且第一-第三電容器C01-C03的額定電壓均為230-264V。
【權利要求】
1.一種脈沖調(diào)速型繞線轉(zhuǎn)子異步電機，其特征在于:包括定子鐵心、轉(zhuǎn)子鐵心、繞制于定子鐵心上的定子繞組、繞制于轉(zhuǎn)子鐵心上的轉(zhuǎn)子繞組、第一-第三電容器(C01-C03)、第一-第三碳刷(HT1-HT3)、第一-第二三相交流接觸器(K1-K2)、可關斷電力電子器件(Tl)、由第一-第六二極管(D1-D6)組成的三相整流橋； 所述定子繞組包括A相第一定子繞組(Wal)、A相第二定子繞組(Wa2)、B相第一定子繞組(Wbl )、B相第二定子繞組(Wb2)、C相第一定子繞組(Wcl )、C相第二定子繞組(Wc2)；所述轉(zhuǎn)子繞組包括A相轉(zhuǎn)子繞組(W10)、B相轉(zhuǎn)子繞組(W20)、C相轉(zhuǎn)子繞組(W30)； A相第一定子繞組(Wal)的首端與A相第二定子繞組(Wa2)的首端連接，且該連接點作為A相接線端(Al)出相第一定子繞組(Wbl)的首端與B相第二定子繞組(Wb2)的首端連接，且該連接點作為B相接線端(BI) ；C相第一定子繞組(Wcl)的首端與C相第二定子繞組(Wc2)的首端連接，且該連接點作為C相接線端(Cl)； A相第一定子繞組(Wal)的尾端與B相第二定子繞組(Wb2)的尾端連接，且該連接點作為A相調(diào)節(jié)端(AOl)出相第一定子繞組(Wbl)的尾端與C相第二定子繞組(Wc2)的尾端連接，且該連接點作為B相調(diào)節(jié)端(BOl);(:相第一定子繞組(Wcl)的尾端與A相第二定子繞組(Wa2)的尾端連接，且該連接點作為C相調(diào)節(jié)端(COl)； A相轉(zhuǎn)子繞組(WlO)的首端、B相轉(zhuǎn)子繞組(W20)的首端、C相轉(zhuǎn)子繞組(W30)的首端連接在一起；A相轉(zhuǎn)子繞組(WlO)的尾端通過第一碳刷(HTl)與A相調(diào)節(jié)端(AOl)連接；B相轉(zhuǎn)子繞組(W20)的尾端通過第二碳刷(HT2)與B相調(diào)節(jié)端(BOl)連接；C相轉(zhuǎn)子繞組(W30)的尾端通過第三碳刷(HT3)與C相調(diào)節(jié)端(COI)連接； 第一電容器(COl)的兩端分別與A相接線端(Al)和A相調(diào)節(jié)端(AOl)連接；第二電容器(C02)的兩端分別與B相接線端(BI)和B相調(diào)節(jié)端(BOl)連接；第三電容器(C03)的兩端分別與C相接線端(Cl)和C相調(diào)節(jié)端(CO I)連接； 第一三相交流接觸器(Kl)的三組觸點的一端分別與A相接線端(Al)、B相接線端(BI)、C相接線端(Cl)連接；第二三相交流接觸器(K2)的三組觸點的一端分別與A相調(diào)節(jié)端(AOI)、B相調(diào)節(jié)端(BOI)、C相調(diào)節(jié)端(CO I)連接；第二三相交流接觸器(K2 )的三組觸點的另一端連接在一起； 三相整流橋的三個交流輸入端分別與A相調(diào)節(jié)端(A01)、B相調(diào)節(jié)端(B01)、C相調(diào)節(jié)端(COl)連接；三相整流橋的直流正輸出端與可關斷電力電子器件(Tl)的集電極連接；三相整流橋的直流負輸出端與可關斷電力電子器件(Tl)的發(fā)射極連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種脈沖調(diào)速型繞線轉(zhuǎn)子異步電機，其特征在于:所述可關斷電力電子器件(Tl)為IGBT。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種脈沖調(diào)速型繞線轉(zhuǎn)子異步電機，其特征在于:所述第一-第三電容器(C01-C03)均為單相電力電容器，且第一-第三電容器(C01-C03)的額定電壓均為230-264V。
【文檔編號】H02K17/30GK203859653SQ201420211810
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年4月29日 優(yōu)先權日:2014年4月29日
【發(fā)明者】劉濤, 劉旭生 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)山西省電力公司忻州供電公司