一种直流电动机的强励电路、控制电路及设备制造技术

本发明专利技术提供一种直流电动机的强励电路、控制电路及设备，涉及电动机领域。本发明专利技术能够增大电动机启动时的励磁电流，提高电动机的启动速度，降低直流电动机启动过程中的冲击电流；同时还能避免过励超速现象的发生。该强励电路包括：用于在串阻降压单元具有第一电阻值时，控制强励电路的第一端的电位低于强励电路的第二端的电位，等效于在直流电动机励磁绕组回路中串联一个电压源，从而提高了励磁电压；强励电路还用于在串阻降压单元具有第二电阻值时，控制强励电路在保持直流电动机励磁绕组回路中电流不间断的前提下，分步骤将强励电路的第一端与强励电路的第二端短接。本发明专利技术应用于对直流电动机的控制。

A strong excitation circuit, control circuit and equipment for DC motor

The invention provides a strong excitation circuit, control circuit and equipment of a DC motor, which relates to the field of motors. The invention can increase the excitation current when the motor starts, improve the starting speed of the motor, reduce the impulse current in the starting process of the DC motor, and avoid the occurrence of over-excitation and over-speed. The excitation circuit includes: when the series resistance step-down unit has the first resistance value, the potential at the first end of the control circuit is lower than the potential at the second end of the strong excitation circuit, which is equivalent to a voltage source connected in series in the excitation winding circuit of the DC motor, thereby improving the excitation voltage; the strong excitation circuit is also used in the series resistance step-down circuit. When the unit has the second resistance value, the first end of the strong excitation circuit is connected to the second end of the strong excitation circuit step by step on the premise of keeping the current in the excitation winding circuit of the DC motor uninterrupted. The invention is applied to the control of a direct current motor.

【技术实现步骤摘要】
一种直流电动机的强励电路、控制电路及设备
本专利技术涉及电动机领域，尤其涉及一种直流电动机的强励电路、控制电路及设备。
技术介绍
发电厂发电机润滑油系统是为汽轮机和发电机各主轴承、推理轴承、盘车装置以及相关密封油系统提供可靠的润滑(密封)油源，并保持相应的油压。若该系统失控将导致汽轮机和发电机损坏而停机，损失十分严重。因此当前的润滑油系统在主油泵之外还另外配备了交、直流润滑油泵。当系统运行时出现主油泵故障导致油压降至一定值时，交、直流润滑油泵自动联动，交流润滑油泵优先启动运行，若并发交流润滑油泵故障无法解除时，直流润滑油泵作为最后的保障，必须能够安全可靠地启动运行。而直流电动机作为直流润滑油泵中的核心部件，该部件的可靠启动运行是决定直流润滑油泵可靠启动的关键。目前，在直流电动机启动时，若直接将电源电压加载到到电动机上，启动电流会达到额定电流的10-20倍，此时启动过程中会烧毁电机(烧毁机理是电枢换向器与电刷之间因过流产生很大的电火花，伴随高温的产生，致使换向器表面换向片烧蚀熔化而损坏)。为了避免直流电动机启动电流过大的问题，当前更多直流电动机采用了无级调速软启动的方式，但这种启动方式存在启动速度慢等问题。为了既要满足电动机快速启动的要求，又要减少启动过程中电流对电机自身电气结构的冲击，现有技术中一般通过串阻降压启动方式，即通过选择合适的串联启动电阻将电机启动电流限制在额定工作电流的5倍以内。如图1所示，为现有技术中通过串阻降压启动方式控制直流电动机启动的一种经典电路。其中，DS为电动机转子(又称电枢)，LC为电机定子主磁极中的励磁绕组，1RD和2RD为带熔断指示报警的熔断器；TA为停止开关(实际应用中TA可理解为现场就地控制开关和远方控制接点的串联)；QA为启动开关(实际应用中QA可理解为现场就地控制开关和远方控制接点的并联)；KM为直流启动接触器(图中具体包括一个接触器线圈KM-1以及开关单元KM-2、KM-3、KM-4。直流启动接触器KM通过向KM-1通电，控制触点KM-2、KM-3、KM-4导通)；1KM为电阻旁路接触器(图中具体包括一个接触器线圈1KM-1以及触点1KM-2，直流启动接触器1KM通过向1KM-1通电，控制触点1KM-2)；R为串联启动电阻；端点+HM和端点-HM之间提供220V的直流电源。在电动机启动时，在按下QA启动开关后，KM-1加电，KM-1控制KM-2、KM-3、KM-4导通。经过串联启动电阻R分压，使电枢DS上的启动电流限制在额定工作电流的5倍以内。针对上述方法，专利技术人发现，即便利用串阻降压启动方式将电枢上的启动电流进行限制，该启动电流依然是额定工作电流的数倍。进而较大的启动电流会引起供电线路产生很大的电压降，从而导致励磁绕组两端电压同步下压，引起励磁电流减小，从而会导致电动机启动转矩变小，电动机启动时间变长。同时，由于较大的启动电流仍然可能导致换向器表面换向片的局部烧蚀，增大了设备维护工作量。
技术实现思路
本专利技术提供一种直流电动机的强励电路，能够增大电动机启动时的励磁电流，提高电动机的启动速度，降低直流电动机启动过程中的冲击电流，减小了电动机电枢换向器表面的烧蚀、延长换向器与电刷的使用寿命；同时增大的励磁电流与电动机的转速成反比，当电动机的转速接近额定转速时，励磁电流恢复至正常水平，避免了过励超速现象的发生。为达到上述目的，本专利技术的实施例采用如下技术方案：第一方面，本专利技术实施例提供一种直流电动机的强励电路，所述直流电动机包括电枢绕组、励磁绕组，所述电枢绕组的第一端连接直流电源的正极，所述电枢绕组的第二端通过串阻降压单元连接所述直流电源的负极；所述励磁绕组的第一端连接所述直流电源的正极，所述励磁绕组的第二端连接所述强励电路的第一端，所述强励电路的第二端连接所述直流电源的负极；所述串阻降压单元在所述直流电源接通时具有第一电阻值，直至所述电枢绕组的状态满足预定条件时，所述串阻降压单元切换为第二电阻值，其中所述第一电阻值大于所述第二电阻值；所述强励电路用于在所述串阻降压单元具有第一电阻值时，控制所述强励电路的第一端的电位低于所述强励电路的第二端的电位；所述强励电路还用于在所述串阻降压单元具有第二电阻值时，将所述强励电路的第一端与所述强励电路的第二端短接。本专利技术实施例所提供的强励电路中，考虑到在直流电动机启动过程中通过串阻降压的方式来降低电枢绕组上的电压时，串阻降压单元具有的电阻值会发生变化，进而通过串阻降压单元具有第一电阻值时，控制强励电路的第一端的电位低于所述强励电路的第二端的电位的方式，等效于在直流电动机励磁绕组回路中串联一个电压源，从而增大了励磁单元的励磁电压以及励磁单元的励磁电流，降低了电枢中的峰值电流、提高电机启动速度。另外，本专利技术实施例中所提供的强励电路，在直流电动机启动完毕后当串阻降压单元切换为第二电阻值时，控制强励电路在保持直流电动机励磁绕组回路中电流不间断的前提下，分步骤将强励电路的第一端与强励电路的第二端短接，这种方式能够在电动机完成启动后及时关闭对励磁单元的强励作用，方便使用。第二方面，本专利技术实施例提供一种直流电动机的控制电路，包括串阻降压单元，以及上述第一方面所述强励电路；其中所述直流电动机包括电枢绕组、励磁绕组，所述电枢绕组的第一端连接所述直流电源的正极，所述电枢绕组的第二端通过串阻降压单元连接所述直流电源的负极；所述励磁绕组的第一端连接所述直流电源的正极，所述励磁绕组的第二端连接所述强励电路的第一端，所述强励电路的第二端连接所述直流电源的负极。第三方面，本专利技术实施例提供一种直流润滑油泵，包括直流电动机以及上述第二方面所述的直流电动机的控制电路。基于同一专利技术构思，由于上述直流电动机的控制电路以及直流润滑油泵所解决问题的原理以及有益效果可以参见上述第一方面的内容，重复之处不再赘述。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。图1为现有技术中通过串阻降压启动方式控制直流电动机启动的一种经典电路；图2为本专利技术实施例提供的一种直流电动机的控制电路的结构示意图之一；图3为本专利技术实施例提供的一种直流电动机的控制电路的结构示意图之二；图4为本专利技术实施例提供的一种直流电动机的控制电路的结构示意图之三；图5为本专利技术实施例提供的一种直流电动机的控制电路的结构示意图之四；图6为本专利技术实施例提供的一种直流电动机的控制电路的结构示意图之五。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的实施例进行描述。本专利技术实施例中，为方便阅读在附图中对电路的部分元件或者单元的端脚进行了标注，例如图3中控制单元302的三个端脚分别标注了“1”、“2”、“3”，用于区分控制单元302的第一端、第二端以及第三端。对于没有标注端脚的元件或单元，除文中另有说明外，若图中元件或单元的连接线置于左右两侧，则以图中元件或单元的左侧为“第一端”，右侧为“第二端”；若图中元件或单元的连接线置于上下两侧，则以元件或单元的下侧为“第一端”，上侧为“第二端”。本专利技术实施例应用于对直流电动机的启动控制，如图2所示，为本专利技术实施例提供的一种直流电动机的控制电路的结构示意图，其中：直流电动机10包括电枢绕组101以及励磁绕组102，电枢绕组101的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直流电动机的强励电路，所述直流电动机包括电枢绕组、励磁绕组，其特征在于：所述电枢绕组的第一端连接直流电源的正极，所述电枢绕组的第二端通过串阻降压单元连接所述直流电源的负极；所述励磁绕组的第一端连接所述直流电源的正极，所述励磁绕组的第二端连接所述强励电路的第一端，所述强励电路的第二端连接所述直流电源的负极；所述串阻降压单元在所述直流电源接通时具有第一电阻值，直至所述电枢绕组的状态满足预定条件时，所述串阻降压单元切换为第二电阻值，其中所述第一电阻值大于所述第二电阻值；所述强励电路用于在所述串阻降压单元具有第一电阻值时，控制所述强励电路的第一端的电位低于所述强励电路的第二端的电位；所述强励电路还用于在所述串阻降压单元具有第二电阻值时，将所述强励电路的第一端与所述强励电路的第二端短接。

【技术特征摘要】
1.一种直流电动机的强励电路，所述直流电动机包括电枢绕组、励磁绕组，其特征在于：所述电枢绕组的第一端连接直流电源的正极，所述电枢绕组的第二端通过串阻降压单元连接所述直流电源的负极；所述励磁绕组的第一端连接所述直流电源的正极，所述励磁绕组的第二端连接所述强励电路的第一端，所述强励电路的第二端连接所述直流电源的负极；所述串阻降压单元在所述直流电源接通时具有第一电阻值，直至所述电枢绕组的状态满足预定条件时，所述串阻降压单元切换为第二电阻值，其中所述第一电阻值大于所述第二电阻值；所述强励电路用于在所述串阻降压单元具有第一电阻值时，控制所述强励电路的第一端的电位低于所述强励电路的第二端的电位；所述强励电路还用于在所述串阻降压单元具有第二电阻值时，将所述强励电路的第一端与所述强励电路的第二端短接。2.根据权利要求1所述强励电路，其特征在于，所述强励电路包括放电单元，控制单元、第一二极管单元，其中：所述第一二极管单元的正极连接所述强励电路的第一端，所述第一二极管单元的负极连接所述强励电路的第二端；所述放电单元的第一端连接所述强励电路的第一端，所述放电单元的第二端连接所述控制单元的第一端；所述控制单元的第二端连接所述强励电路的第二端，所述控制单元的第三端连接所述强励电路的第一端；所述放电单元的第一端与所述放电单元的第二端之间具有预设电压差，所述放电单元的第一端的电位低于所述放电单元的第二端的电位；所述控制单元用于在所述串阻降压单元具有第一电阻值时，导通所述控制单元的第一端与所述控制单元的第二端，以便利用所述预设电压差使所述强励电路的第一端的电位低于所述强励电路的第二端的电位；所述控制单元还用于在所述串阻降压单元具有第二电阻值时，先断开所述控制单元的第一端与所述控制单元的第二端，再导通所述控制单元的第二端与所述控制单元的第三端，以使得所述强励电路的第一端与所述强励电路的第二端短接。3.根据权利要求2所述强励电路，其特征在于，所述控制单元，包括：第一电阻子单元、第一稳压二极管子单元、第二稳压二极管子单元、第二电容子单元、第二二极管子单元、第一开关子单元、第二开关子单元；所述第一电阻子单元的第一端连接所述电枢绕组的第一端，所述第一电阻子单元的第二端与所述第一稳压二极管子单元的负极连接；所述第一稳压二极管子单元的正极连接所述第一开关子单元的第一端；所述第一开关子单元的第二端连接所述控制单元的第一端；所述第一开关子单元的第三端连接所述控制单元的第二端；所述第二电容子单元的第一端连接所述第一稳压二极管子单元的负极，所述第二电容子单元的第二端连接所述第二二极管子单元的正极；所述第二稳压二极管子单元的负极连接所述第一稳压二极管子单元的负极，所述第二稳压二极管子单元的正极连接所述第二开关子单元的第一端；所述第二开关子单元的第二端连接所述控制单元的第二端，所述第二开关子单元的第三端连接所述控制单元的第三端，所述第二开关子单元的第四端连接所述第二二极管子单元的正极；所述第二二极管子单元的负极连接所述电枢绕组的第二端；所述第一开关子单元用于根据所述第一开关子单元的第一端与所述第一开关子单元的第三端之间的电压，控制所述第一开关子单元的第二端与所述第一开关子单元的第三端之间的通断；所述第二开关子单元用于根据所述第二开关子单元的第一端与所述第二开关子单元的第四端之间的电压，控制所述第二开关子单元的第二端与所述第二开关子单元的第三端之间的通断；所述第一稳压二极管的稳定电压VZ_1与所述第二稳压二极管的稳定电压VZ_2满足公式：VZ_1+V开关1＞VZ_2+V开关2+V二极管+V串阻其中，V开关1表示所述第一开关子单元第一端到第三端的电压降，V开关2表示所述第二开关子单元第一端到第四端的电压降，V二极管表示所述第二二极管正极到负极的电压降，V串阻表示当处于第二电阻值时所述串阻降压单元两端的电压降。4.根据权利要求3所述强励电路，其特征在于，所述控制单元还包括：第二电阻子单元、第三二级管子单元，其中：所述第二电阻子单元的第一端连接所述第二电容子单元的第一端，所述第二电...

【专利技术属性】
技术研发人员：周立安，冯西正，曹永辉，杨占群，
申请(专利权)人：保定中恒电气有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13