一种风机类设备变压无级调速系统技术方案

一种风机类设备变压无级调速系统，主要由电动机、调压装置、开关三部分组成，其特征在于：所述的电动机外壳内，有大小两个定子，调压装置通过开关使两个定子加电后产生相差1800电角度的旋转磁场，两磁场在转子上感生的相差1800电角度的电势；调压装置可以采用自耦调压器调压或是采用电子斩波调压，调节电压的阶梯也非常小，可达0.5~1V，完全满足风机类机械的无级调速要求；该系统可靠性高、价格低、节电多、损耗少、寿命长达30年。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电子调速领域，具体涉及一种风机类设备变压无级调速系统，适用于风机类设备的无极调速领域。
技术介绍
风机类设备（包括水泵、舰船螺旋桨与压缩机）的调速方法，按不同的分类法有电气调速与机械调速；有低效与高效调速；有无级调速与有级调速；长期以来，风机类设备的无级调速，小功率的使用电压或电磁调速，大、中功率的多使用液力耦合器。它们都是低效调速，因其能耗高正逐渐退出市场；近几十年，变频调速技术引入国内，它以优良的调速与启动性能，逐渐占领广大市场。变频调速的缺陷也是严重的：谐波多、难修理、技术复杂、寿命短、功率因数低、环境适应性差；低谐波高功率因数的价格更，高大中功率变频器的体积大、占地多、价格太高；变频技术不断发展与完善，解决了谐波多和功率因数低等问题；改进后的变频器，技术更复杂，元器件和设备更多，尤其大中功率的变频器，体积更大、占地更多、价格更高，而环境适应性、寿命（名品10年）及可靠性等均无提高；调速技术的发展同样是由简单到复杂，再由复杂到高级的简单，性能也更好；高效电压无级调速系统的研制成功，便是此规律中的一例。
技术实现思路
为了提实现高效电压无级调速和启动装置降低启动电流的作用，本专利技术给出了一种风机类设备变压无级调速系统，可靠性高、价格低、节电多、损耗少、寿命长达30年、维修少、使用简单、无谐波、启动电流小；耐高温、寒冷、潮湿、灰尘环境；有一定的抗盐雾抗辐射能力，并且占地少、无需另置启动设备，还可节省建筑安装费。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：主要由电动机、调压装置、开关三部分组成，其特征在于：所述的电动机外壳内，有大小两个定子，调压装置通过开关使大小两个定子加电后产生相差1800电角度的旋转磁场，两磁场在转子上感生的相差1800电角度的电势，分别是正向电势E21与反向电势E22。此时转子的合成电势E2：E2=E21-E22（1）由式（1）可知，增大反向电势E22或降低正向E21，即提高小定子的电压或降低大定子的电压，使转子合成电势E2降低，E2的降低等同于定子的总电压U1降低，定子总电压U1与电动机扭矩T的关系是：T∝U12（2）式（2）表明：U1降低则扭矩T下降；风机类设备的扭矩T与转速n的关系是：T∝n2（3）由式（3）可知：扭矩T的下降必引起转速n的降低；同理，提高大定子的电压，或降低小定子的电压，可使转速上升；此即改变电压可以调节电动机的转速。所述的调压装置可以采用自耦调压器调压或是采用电子斩波调压，调节电压的阶梯也非常小，可达0.5~1V，完全满足风机类机械的无级调速要求。所述的开关采用万能转换开关，用来改变转子电势E22的相位，调节其与E21反向还是同向。本专利技术的有益效果是：系统可靠性高、价格低、节电多、损耗少、寿命长达30年、维修少、使用简单、无谐波、启动电流小；耐高温、寒冷、潮湿、灰尘环境；有一定的抗盐雾抗辐射能力，并且占地少、无需另置启动设备，还可节省建筑安装费。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的说明。图1是本系统的电原理框图。图2本专利技术的实施例2.2kW样机实测数据。具体实施方式由图1所示，一种风机类设备变压无级调速系统，电动机内由有两个定子，调压装置通过开关使两个定子加电后产生相差1800电角度的旋转磁场，两磁场在转子上感生的相差1800电角度的电势，分别是正向电势E21与反向电势E22。此时转子的合成电势E2：E2=E21-E22（1）由式（1）可知，增大反向电势E22或降低正向E21，即提高小定子的电压或降低大定子的电压，使转子合成电势E2降低，E2的降低等同于定子的总电压U1降低，定子总电压U1与电动机扭矩T的关系是：T∝U12（2）式（2）表明：U1降低则扭矩T下降；风机类设备的扭矩T与转速n的关系是：T∝n2（3）由式（3）可知：扭矩T的下降必引起转速n的降低；同理，提高大定子的电压，或降低小定子的电压，可使转速上升；此即改变电压可以调节电动机的转速。调压装置可以采用自耦调压器调压或是采用电子斩波调压，调节电压的阶梯也非常小，可达0.5~1V，完全满足风机类机械的无级调速要求。开关采用万能转换开关，用来改变转子电势E22的相位，调节其与E21反向还是同向。实施例：试制一台2.2kW样机，经带2.2kW风机实测，随着电压的上升与下降，风机的转速增加或减少；电压或转速可以在额定值及以下，0及以上任一值长时间停留。转换开关改变小定子电压的相位，使转子上的电势E22与E21方向相同，则风机转速增加；在额定电压额定负载下运行2小时，机壳温升小于160oC,实测数据见图1。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风机类设备变压无级调速系统，主要由电动机、调压装置、开关三部分组成，其特征在于：所述的电动机外壳内，有大小两个定子，调压装置通过开关使大小两个定子加电后产生相差1800电角度的旋转磁场，两磁场在转子上感生的相差1800电角度的电势，分别是正向电势E21与反向电势E22；此时转子的合成电势E2：E2=E21‑E22    （1）由式（1）可知，增大反向电势E22 或降低正向E21，即提高小定子的电压或降低大定子的电压，使转子合成电势E2降低，E2的降低等同于定子的总电压U1降低，定子总电压U1与电动机扭矩T的关系是：T∝U12  （2）式（2）表明：U1降低则扭矩T下降；风机类设备的扭矩T与转速n的关系是：T∝n2   （3）由式（3）可知：扭矩T的下降必引起转速n的降低；同理，提高大定子的电压，或降低小定子的电压，可使转速上升；此即改变电压可以调节电动机的转速。

【技术特征摘要】
1.一种风机类设备变压无级调速系统，主要由电动机、调压装置、开关三部分组成，其特征在于：所述的电动机外壳内，有大小两个定子，调压装置通过开关使大小两个定子加电后产生相差1800电角度的旋转磁场，两磁场在转子上感生的相差1800电角度的电势，分别是正向电势E21与反向电势E22；此时转子的合成电势E2：E2=E21-E22（1）由式（1）可知，增大反向电势E22或降低正向E21，即提高小定子的电压或降低大定子的电压，使转子合成电势E2降低，E2的降低等同于定子的总电压U1降低，定子总电压U1与电动机扭矩T的关系是：T∝U12（2）式（2）表明：U1降低则...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁福安，
申请(专利权)人：江苏中矿新创新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32