異步電動機的一種綜合調(diào)速控制方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種異步電動機綜合調(diào)速方法，特別是涉及繞線轉(zhuǎn)子異步電動機的一 種綜合控制方法。
【背景技術】
[0002] 交流異步電動機調(diào)速系統(tǒng)可分為三類：轉(zhuǎn)差功率消耗型，結(jié)構簡單，成本低，效率 較低，如定子降電壓調(diào)速；轉(zhuǎn)差功率饋送型，效率較高，設備要求高，如繞線轉(zhuǎn)子異步電動機 雙饋調(diào)速；轉(zhuǎn)差功率不變型，效率最高，需大容量變壓變頻器，成本高，如定子側(cè)變壓變頻調(diào) 速。各調(diào)速方法各有優(yōu)劣，適用于不同場合不同時間段。
[0003] 現(xiàn)有的繞線轉(zhuǎn)子異步電動機雙饋調(diào)速工作時，定子側(cè)與交流電網(wǎng)相連，轉(zhuǎn)子側(cè)與 交流電源或外接電動勢相連，且回饋至電網(wǎng)的電能需要處理才能利用，電路拓撲結(jié)構復雜， 線路多。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種異步電動機的綜合的調(diào)速控制方法。該系統(tǒng) 集多種調(diào)速方法于一體，結(jié)構合理，盡量減少外接電源和多余線路，盡可能循環(huán)使用本身能 量，具有高可靠性，效率高，實現(xiàn)了功能互補，優(yōu)勢最大化。
[0005] 為解決上述技術問題，本發(fā)明的異步電動機綜合調(diào)速控制方法組成模塊有繞線轉(zhuǎn) 子異步電動機、三相交流電源、雙PWM變換器、大功率交一直一交PWM變頻器、轉(zhuǎn)速檢測裝 置、電壓電流頻率信號檢測設備、信號匯總模塊。將大功率變頻器接于三相交流電源和定子 繞組首端之間，用于異步電動機的結(jié)構簡單易操作的調(diào)壓調(diào)速和效率高的變壓變頻調(diào)速。 定子繞組采用開路連接，將雙PWM變換器輸入端接定子繞組末端，輸出端接轉(zhuǎn)子繞組。構成 能量流動回路，既能利用轉(zhuǎn)差功率節(jié)約電能，又能降低變頻器容量，用于實現(xiàn)雙饋調(diào)速。電 壓電流頻率信號檢測設備分別置于定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組檢測電壓電流頻率信號；轉(zhuǎn)速檢測 裝置置于轉(zhuǎn)子上檢測轉(zhuǎn)速信號。
[0006] 優(yōu)選地，所述交一直一交PWM變頻器可提供電壓與頻率均可調(diào)的交流電源，且能 量不可逆流，用于調(diào)壓調(diào)速和變壓變頻調(diào)速兩種模式。其中調(diào)壓調(diào)速為轉(zhuǎn)差功率消耗型調(diào) 速，變壓變頻調(diào)速為轉(zhuǎn)差功率不變型調(diào)速。同時，在進行雙饋調(diào)速時，能量不會回饋到電源 造成諧波污染。
[0007] 優(yōu)選地，雙饋調(diào)速工作時，功率既可以從轉(zhuǎn)子饋入又可以從轉(zhuǎn)子饋出，轉(zhuǎn)子與定子 之間通過雙PWM變換器可以進行電功率的相互傳遞，即轉(zhuǎn)子側(cè)的轉(zhuǎn)差功率可以饋出，亦可 以從外面吸收功率到轉(zhuǎn)子中來。定子繞組接受交流電源的輸入電功率與轉(zhuǎn)差功率合成電磁 功率，忽略電機損耗，p ms電動機定子傳入轉(zhuǎn)子（或由轉(zhuǎn)子傳出給定子）的電磁功率，Spms 轉(zhuǎn)差功率，（l-s)p m為電動機軸上輸入或輸出的機械功率?？烧J為是用控制異步電動機轉(zhuǎn)子 中轉(zhuǎn)差功率的大小和流向來實現(xiàn)對轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。也可認為是在轉(zhuǎn)子繞組回路中附加一個交 流電動勢，通過控制附加電動勢的幅值實現(xiàn)調(diào)速，且附加電動勢由定子繞組末端提供，無需 另外提供電源和接線。
[0008] 優(yōu)選地，各檢測設備將檢測得到的電壓電流頻率信號以及電動機轉(zhuǎn)速信號輸入信 號匯總模塊進行處理后進而分別接入變頻器和雙PWM變換器的信號輸入控制端口對其進 行控制。即變頻器根據(jù)轉(zhuǎn)速信號和當前情況下定子繞組電壓頻率信號控制定子電壓和頻率 進而控制轉(zhuǎn)速；雙PWM變換器根據(jù)轉(zhuǎn)速信號和當前情況下轉(zhuǎn)子繞組電壓電流信號控制轉(zhuǎn)子 電壓電流（控制轉(zhuǎn)差功率流向）進而控制轉(zhuǎn)速。
[0009] 本發(fā)明的有益效果是：該系統(tǒng)集多種調(diào)速方法于一體，結(jié)構合理，盡量減少外接電 源和多余線路，盡可能循環(huán)使用本身能量，具有高可靠性，效率高，實現(xiàn)了功能互補，優(yōu)勢最 大化。
【附圖說明】
[0010] 圖1為本發(fā)明的異步電動機綜合調(diào)速控制方法的系統(tǒng)結(jié)構框圖。
[0011] 附圖標記列表：
[0012] 1、三相交流電源；2、大功率交一直一交PWM變頻器；3、電壓電流頻率信號檢測設 備；4、繞線轉(zhuǎn)子異步電動機三相定子繞組；5、繞線轉(zhuǎn)子異步電動機三相轉(zhuǎn)子繞組；6、電壓 電流頻率信號檢測設備；7、雙PWM變換器；8、轉(zhuǎn)速檢測裝置；9、繞線轉(zhuǎn)子異步電動機；10、 信號匯總模塊。
【具體實施方式】
[0013] 下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】，進一步闡述本發(fā)明，應注意本實施方式僅僅解釋 本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0014] 如圖1所示，本發(fā)明公開的一種繞線轉(zhuǎn)子異步電動機綜合調(diào)速控制方法，其組成 模塊有：繞線轉(zhuǎn)子異步電動機9、三相交流電源1、雙PWM變換器7、大功率交一直一交PWM變 頻器2、轉(zhuǎn)速檢測裝置8、電壓電流頻率信號檢測設備3、信號匯總模塊10。
[0015] 將大功率變頻器2接于三相交流電源1和定子繞組4首端之間，用于異步電動機 的結(jié)構簡單易操作的調(diào)壓調(diào)速和效率高的變壓變頻調(diào)速。所述交一直一交PWM變頻器2可 提供電壓與頻率均可調(diào)的交流電源，且能量不可逆流，用于調(diào)壓調(diào)速和變壓變頻調(diào)速兩種 模式。其中調(diào)壓調(diào)速為轉(zhuǎn)差功率消耗型調(diào)速，變壓變頻調(diào)速為轉(zhuǎn)差功率不變型調(diào)速。同時， 在進行雙饋調(diào)速時，能量不會回饋到電源造成諧波污染。
[0016] 調(diào)壓調(diào)速轉(zhuǎn)差功率：
【主權項】
1. 一種繞線轉(zhuǎn)子異步電動機綜合調(diào)速控制方法，其組成模塊有；繞線轉(zhuǎn)子異步電動機 巧）、S相交流電源（1)、雙PWM變換器（7)、大功率交一直一交PWM變頻器（2)、轉(zhuǎn)速檢測裝 置巧）、電壓電流頻率信號檢測設備（3) (6)、信號匯總模塊（10);其特征在于；將大功率變 頻器（2)接于S相交流電源（1)和定子繞組（4)首端之間，用于異步電動機的結(jié)構簡單易 操作的調(diào)壓調(diào)速和效率高的變壓變頻調(diào)速；定子繞組采用開路連接，將雙PWM變換器（7) 輸入端接定子繞組（4)末端，輸出端接轉(zhuǎn)子繞組巧）；構成能量流動回路，既能利用轉(zhuǎn)差功 率節(jié)約電能，又能降低變頻器容量，用于實現(xiàn)雙饋調(diào)速；電壓電流頻率信號檢測設備（3)和 (6) 分別置于定子繞組（4)和轉(zhuǎn)子繞組（5)檢測電壓電流頻率信號；轉(zhuǎn)速檢測裝置（8)置 于轉(zhuǎn)子（5)上檢測轉(zhuǎn)速信號。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種繞線轉(zhuǎn)子異步電動機綜合調(diào)速控制方法，其特征在于： 所述交一直一交PWM變頻器（2)可提供電壓與頻率均可調(diào)的交流電源，且能量不可逆流，用 于調(diào)壓調(diào)速和變壓變頻調(diào)速兩種模式；其中調(diào)壓調(diào)速為轉(zhuǎn)差功率消耗型調(diào)速，變壓變頻調(diào) 速為轉(zhuǎn)差功率不變型調(diào)速；同時，在進行雙饋調(diào)速時，能量不會回饋到電源造成諧波污染。
3. 根據(jù)權利要求1所述的一種繞線轉(zhuǎn)子異步電動機綜合調(diào)速控制方法，其特征在于： 雙饋調(diào)速工作時，功率既可W從轉(zhuǎn)子饋入又可W從轉(zhuǎn)子饋出，轉(zhuǎn)子與定子之間通過雙PWM 變換器（7)可W進行電功率的相互傳遞，即轉(zhuǎn)子側(cè)的轉(zhuǎn)差功率可W饋出，亦可W從外面吸 收功率到轉(zhuǎn)子中來；定子繞組接受交流電源的輸入電功率與轉(zhuǎn)差功率合成電磁功率，可認 為是用控制異步電動機轉(zhuǎn)子中轉(zhuǎn)差功率的大小和流向來實現(xiàn)對轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)；也可認為是在 轉(zhuǎn)子繞組回路中附加一個交流電動勢，通過控制附加電動勢的幅值實現(xiàn)調(diào)速，且附加電動 勢由定子繞組末端提供，無需另外提供電源和接線。
4. 根據(jù)權利要求1所述的一種繞線轉(zhuǎn)子異步電動機綜合調(diào)速控制方法，其特征在于： 各檢測設備將檢測到的電壓電流頻率信號及電動機轉(zhuǎn)速信號輸入信號匯總模塊（10)后進 行處理，再分別接入變頻器（2)和雙PWM變換器（7)的信號輸入控制端口，變頻器根據(jù)轉(zhuǎn)速 信號和當前情況定子繞組電壓頻率信號控制定子電壓和頻率進而控制轉(zhuǎn)速；雙PWM變換器 (7) 根據(jù)轉(zhuǎn)速信號和當前情況下轉(zhuǎn)子繞組電壓電流信號控制轉(zhuǎn)子電壓電流（控制轉(zhuǎn)差功率 流向）進而控制轉(zhuǎn)速。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種異步電動機綜合調(diào)速方法，具體的講為繞線轉(zhuǎn)子異步電動機的綜合控制方法。該系統(tǒng)包括繞線轉(zhuǎn)子異步電動機、三相交流電源、雙PWM變換器、大功率交—直—交PWM變頻器、轉(zhuǎn)速檢測裝置、電壓電流頻率信號檢測設備、信號匯總模塊。大功率變頻器接于三相交流電源和定子繞組之間，用于異步電動機的結(jié)構簡單易操作的調(diào)壓調(diào)速和效率高的變壓變頻調(diào)速。雙PWM變換器輸入端接定子繞組，輸出端接轉(zhuǎn)子繞組，構成能流回路，用于實現(xiàn)能利用轉(zhuǎn)差功率節(jié)約電能，又降低變頻器容量的雙饋調(diào)速。各檢測裝置將檢測信號反饋至兩變頻器信號控制端口用于變頻器的控制。該系統(tǒng)集多種調(diào)速方法于一體，實現(xiàn)了功能互補，優(yōu)勢最大化。
【IPC分類】H02P27-08
【公開號】CN104682825
【申請?zhí)枴緾N201510130777
【發(fā)明人】周莉, 周文慶, 范國鵬, 李振華, 蔣濤
【申請人】安徽理工大學
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年3月24日