一种绕线式电机大转矩智能起动方法技术

本发明专利技术公开了一种绕线式电机大转矩智能起动方法，在绕线式电机的转子上串联多级回路电阻系统，通过接入回路电阻的数量控制电机转速；在绕线式电机的转子上安装测速装置，对电机实时转速进行测定；测速装置和多级回路电阻系统分别连接单片机系统，单片机系统对电机的实施转速信息进行处理后控制接入回路电阻的数量。本发明专利技术的有益效果是通过单片机测速，智能控制启动过程中接入电机系统的电阻大小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于绕线式异步电动机转子串电阻起动
，涉及。
技术介绍
电机的起动是电机进入工作状态的前提和必经过程。电机的起动从当前技术来分，大致分为以下几种起动方式:①全压起动:包括全压起动和变压器一电动机组，②降压起动:包括自耦降压、电阻降压、相控降压，③降补软起动，④变频起动，⑤机械起动方式:小拖大加超越离合器，⑥绕线式异步电机转子串电阻起动，⑦绕线式异步电机转子串频敏变阻器起动，⑧由电力电子元件控制绕线式异步电机转子电流的起动方式，等等。在所有起动方式中，都不同程度地同时存在以下一种或几种不利因素:①起动电流大②起动转矩小③功率因数低④电机发热、温升快⑤因电子元件工作带来的谐波污染⑥对负载机械冲击大⑦噪声大等。因此，当前采取的起动方法是针对不同的负载选择不同的起动方式，很难权衡针对任何负载采用一种起动方法。比如:恒转矩负载、泵类负载、风机类负载，起重机负载等；这些特定的负载都可以用对应的数学表达式进行描述，这些特定的负载也因此有特定的局限，没有普遍性，起动方案和特定负载之间是一一对应关系。但不论哪一种负载都必须保证电机的起动过程中起动转矩大于负载转矩，机组才可以起动；否则，机组是不可能正常起动的。从负载侧考虑:如果我们遇到变化的负载转矩，并且最大负载转矩出现在电机起动过程中，比如:球磨机负载，以上起动方法均难以应对，无奈之下，人们往往采取增大电机容量或采取一些机械辅助手段，甚至有的先把球磨机中的球掏出，待起动正常后再逐个装入，造成了大量电能浪费，也浪费了大量的人力物力，给用户检修、停机带来极大不便，使用单位没有特殊情况不敢停机；同时给工厂电网也提出了一定要求，对于小型工厂，变压器容量相对较小的用户，类似球磨机负载的起动就变得更加困难。从起动方式考虑，比如在起动方面有明显优势的变频起动，虽然也能提高起动转矩，但最大输出转矩最大值也只能达到电机额定转矩的1.8倍。再比如有很好起动性能的水电阻起动，包括转子串接电阻由转子离心力改变电阻值的方式，都不能保证电机最大转矩出现在最需要的时候；如果起动转矩不能大于负载转矩，电机转速不上升，则有可能使电机转速停留在某一转速上，达到起动转矩与负载转矩的平衡，造成达不到额定转速而不能正常起动；况且水电阻或液体电阻本身因为温度的升高导致电阻值大幅度变化，不能多次重复起动，也限制了水电阻的使用。因此，无论是从负载侧考虑，还是从起动方式考虑。目前的起动方式均不能同时满足:起动电流小、起动转矩大、起动过程中功率因数高、起动过程中没有谐波污染、起动过程电机能量转化率高、电机不会温升过快等起动过程指标。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，解决现有电机起动甩电阻方式不会随外接负载而变化的问题。本专利技术是绕线式电机转子采用串联多级电阻的起动方法的前提下，使逐级串联电阻的阻值与电机转速值智能对应，控制最大转矩点连续出现的方法，通过对电机起动过程连续测速，经智能判断，确定与之对应的电阻值，并发出指令，控制串联电阻，并使对应的电阻值串入电机转子，这样在电机的整个起动过程中，转子串入的级数越多，由绕线电机的转子串电阻起动的人工特性曲线可知，电机的最大转矩值出现的次数就会越多，那么电机的整个起动过程都会提供出接近最大转矩的值，可提供出的转矩平均值也就越大，确保了电机起动过程中的加速度始终大于零，并巧妙地达到了以上各种优点指标，即起动电流小、起动转矩大、起动过程中功率因数高、没有谐波污染、电机能量转化率高、电机不会温升过快、起动噪声低等起动过程指标得到全面优化。是一种绕线电机大转矩智能起动方法。本专利技术所采用的技术方案是在绕线式电机的转子上串联多级回路电阻系统，通过接入回路电阻的数量控制电机转速；在绕线式电机的转子上安装测速装置，对电机实时转速进行测定；测速装置和多级回路电阻系统分别连接单片机系统，单片机系统对电机的实时转速信息进行处理后控制接入回路电阻的数量。进一步，所述多级回路电阻的每一级由若干个电阻构成，电阻之间连接有电阻短接接触器，每一个电阻短接接触器的闭合均受单片机系统控制。进一步，所述多级回路电阻的级数为3?30。进一步，所述单片机系统对电机的实施转速信息进行处理后控制接入回路电阻的数量的过程为:电阻短接接触器闭合前，检查每一级电阻短接接触器是否断开，当全部断开时，按启动按钮启动电机，测速装置进行测速，如果速度为预定值启动结束，否则将速度信息给单片机系统处理，单片机根据此时电机速度判断所需转子上串联回路电阻数量。本专利技术的有益效果是通过单片机测速，智能控制启动过程中接入电机系统的电阻大小。【附图说明】图1是电机机械特性示意图；图2是电机起动特性示意图；图3是本专利技术电机主回路示意图；图4是本专利技术电机控制回路示意图；图5是本专利技术电机智能控制流程图；图6是本专利技术单片机控制逻辑图；图7是单片机主体电路图。【具体实施方式】下面结合附图和【具体实施方式】对本专利技术进行详细说明。利用绕线式异步电动机转子串电阻起动调速的电机机械特性，电机机械特性图如图1所示，图中曲线I是电机的固有特性，即起动时转子绕组直接短接，不外接任何电阻或外接电阻等于零时的机械特性；曲线2是电机人工机械特性，即在绕线式异步电动机的转子回路串入一定数值的电阻后经人工干预的机械特性，也叫人工机械特性，简称人工特性。从图1中可以看出，不管是固有特性还是人工特性，电机的最大转矩值Tmax是不变的，只是出现Tmax时的对应的电机转速值不一样罢了。电机学原理可知，串入电阻值越大，Tmax出现时对应的转速就会越低，相反，在电机转子串接的电阻值越小，Tmax出现时对应的转速就会越高，当电阻值等于零时，此时的特性曲线就是电机固有机械特性曲线；以前，人们利用这样的机械特性曲线，用人工设定时间方法，定时切除电机转子串接的电阻，以改变阻值并使之逐级减小，使电机转子串接的电阻按设定起动时间逐渐切除，以达到按设定时间甩电阻的目的，最终接近电机固有机械特性曲线时，使串联电阻值为零，电阻的分级一般分为3、5、7级，根据电机负载的具体情况设计计算，但同时带来一个问题，这种甩电阻的方式没有考虑负载的变化，即不论负载如何变化，电阻均按设定时间切除，这样就出现了有时负荷小，电阻起动滞后导致整个起动时间变长；有时负载大，电机转速与电阻值不能很快匹配，即电阻值的变化滞后，会使瞬间起动电流变大、功率因数低、电机发热、噪声等不利情况出现。虽然不论负载转矩如何变化，只要保证负载转矩小于起动转矩、保证电机驱动转矩大于负载转矩，电机就能以一定的加速度起动，电机也可以起动。但这种起动方式，就顾不了像起动电流、功率因数、负载冲击等指标优化，甚至是牺牲这些指标，只是以能起动为目的。为确保电机正常起动，在整个起动过程中，必须确保电机的驱动转矩时刻恒大于负载阻转矩。要确保这个条件恒成立，而我们面对的负载阻转矩时刻在变化，且呈现不规则变化，负载阻转矩不随时间呈任何函数关系，完全是随机情况；电机驱动转矩Tq > Tf电机负载转矩，即电机起动过程中，电机驱动转矩时刻恒大于负载转矩。要满足上述条件，当遇到大转矩负载时，电机在起动过程中只有3、5、7组电阻显然是不够的。如图2示:图中阴影部分就在横轴方向上就比较长，横轴方向越长就意味着各种指标的恶化，在某个区间甚至出现驱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种绕线式电机大转矩智能起动方法，其特征在于：在绕线式电机的转子上串联多级回路电阻系统，通过接入回路电阻的数量控制电机转速；在绕线式电机的转子上安装测速装置，对电机实时转速进行测定；测速装置和多级回路电阻系统分别连接单片机系统，单片机系统对电机的实施转速信息进行处理后控制接入回路电阻的数量。

【技术特征摘要】
1.一种绕线式电机大转矩智能起动方法，其特征在于: 在绕线式电机的转子上串联多级回路电阻系统，通过接入回路电阻的数量控制电机转速； 在绕线式电机的转子上安装测速装置，对电机实时转速进行测定； 测速装置和多级回路电阻系统分别连接单片机系统，单片机系统对电机的实施转速信息进行处理后控制接入回路电阻的数量。2.按照权利要求1所述一种绕线式电机大转矩智能起动方法，其特征在于:所述多级回路电阻的每一级由若干个电阻构成，电阻之间连接有电阻短接接触器，每一个电阻短接接触器的闭合均受单...

【专利技术属性】
技术研发人员：于佐东，杨庆娥，杨庆申，
申请(专利权)人：河北工程大学，
类型：发明
国别省市：河北;13