交流异步电机变载快速响应控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术是一种控制交流异步电机在空载时低压稳速运行，在变载时快速响应的节能调节装置。本装置采用了由定子端电压直接检测器、交直流反馈调节器和双环张弛放大器组成的快速响应复合变载低压稳速运行控制电路，直接检测电机定子绕组三相端电压信号，通过交直流反馈调节，能快速响应突加负载或复合突加变载，通用性强、适用面广。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种控制交流异步电机在空载时低压稳速运行、在变载时快速响应的节能装置。传统的交流异步电机控制装置，由于其滤波电路积分环节的影响，使电机不能迅速响应突加负载，甚至于在突加负载下会发生堵转;同时，其空载或轻载电压也较高。欧洲专利51903就介绍了这样一种交流异步电机控制装置。中国专利88211424对上述传统控制装置作出了改进，其同步半波检测电机的三相模拟反电势信号，以此作为突加负载检测电路与稳速负反馈电路的输入信号，并设计了可调反馈电路，突加负载电路保证突加负载加入时能快速响应，防止因突加负载的加入而造成电机堵转;稳速负反馈电路控制电机稳定工作在接近电机临界失步电压的低电压下，节电运行。但是，这种改进了的交流异步电机控制装置的弱点在于：第一，不能快速响应电机的复合突加变载运行，即既不能快速响应突加负载后的突减负载，又不能及时响应叠加二次或多次突加负载，在复合突加变载下易堵转;第二，由于采用半波检测模拟反电势信号，同一装置配用不同功率电机后需调节稳速电路中的滤波器参数与PID调节器参数，通用性较差;第三，线路较复杂，成本较高。本专利技术的目的在于提供一种直接检测电机定子端电压真实信号，通用性强，线路简单，能快速响应复合突加变载，在接近临界失步电压情况下稳速运行的交流异步电机节能-->控制装置。本专利技术的实现方案参见图1，图2。图1是本专利技术的线路原理图，图2是专利技术的结构示意图。如图2所示，本专利技术主要由控制蕊件1及其外壳2、三相电源线3组成，通过接线柱与电机定子绕组端三相连接。控制蕊件1的线路原理示意图如图1所示，其主要由双向可控硅4、同步变压器5、三角波发生器6、移相控制器7、触发器8、电流互感检测器9构成主电路系统，其特征在于由定子端电压直接检测器10、交直流反馈调节器11、双环张驰放大器12构成快速响应突加负载或复合突加变载的低压稳速控制电路系统;定子端电压直接检测器10由直接检测变压器T1与整流器E1组成，检测变压器T1的输入端通过接线柱2同电机定子绕组三相端直接连通，输出端经整流器E1后一路输入交直流反馈调节器11;另一路输入双环张驰放大器12;交直流参数反馈调节器11主要由滤波器F1、PD调节器A1、PID调节器A2、电容C1、与C1并联的电阻R1等组成，由τ＝2R1C1来确定R1与C1相应的参数，一般可取1秒上下，其输出端与移相控制器相连;双环张驰放大器12主要由比较器A3、A4和运算放大器A5、A6、A7，以及滤波器F2、F3、F4等组成，电流互感检测器9通过F2输入其检测到电流信号，双环张驰放大器12输出端与交直流反馈调节器11中的P1D调节器A2相连接。本专利技术的工作原理参见图1：通常交流异步电机采取改变双向可控硅4的导通角来调节电机定子绕组的电压，从而-->控制电机运行。当电机由重载转入空载或轻载运行时，由电流互感检测器9检测到相应变小的电流信号送往双环张驰放大器12，促使A5或A6翻转，再通过A7，并经A2的PID调节送出相应的电压信号至移相控制器7、触发器8以减小双向可控硅7的导通角，实现减压运行。这时定子端电压直接检测器10同步测得电机定子绕组三相端电压的真实信号及其减压状态下的波动变化，一方面经交直流反馈调节器11放大整形并经PID调节后送至移相控制器7进行工况的跟踪触发，使电机工作电压快速下降和稳定运行，另一方面引起比较器A3的关闭，保证双环张驰放大器12根据电流互感检测器9输入的电流信号继续实现减压运行。反之，当出现突加负载，电机由空载转入重载时，定子端电压直接检测器10测取的端电压真实信号发生扰动，这一扰动信号经比较器A3、A4产生瞬时变化的增高电压的强信号，输入A5，使A5翻转而输出低电压，再经A7和A2的PID调节，送出相应的电压信号至移相控制器7、触发器8以增大双向可控硅的导通角，实现增压运行。无论是减压运行还是增压运行，本专利技术能促使其快速降压或快速增压，能承受与快速响应复合突加变载，并且能使电机最后在接近电机临界失步电压的工况下稳定运行。这是因为，首先，定子端电压直接检测器10检测到的是完全真实的定子端电压的全波信号，较之半波检测的模拟反电势信号扰动性更强，能更准确地反映电机的工作电压变化情况，其-->对滤波电路产生的延滞作用也小，有利于快速响应。此外，半波模拟反电势信号检测时，调换不同功率电机后需要重新调节稳速运行的滤波器参数与PID参数，本专利技术的全波定子端电压信号检测克服了这一问题，不再需要重新调节。本专利技术采用了交直流反馈调节器11来控制快速响应突加负载或复合突加变载，保证电机低压稳速运行，由于直流反馈调节器11中C1与R1并联，当突加负载时，由于C1和双环张驰放大器12的作用，对突加负载信号响应很快;当突加负载后，由于R1的存在，可在小于1秒，甚至更短的时间内释放掉突加负载时留在C1上的残存电荷，使之快速响应突减负载或第二次突加负载，R1的作用就在于促使电机工作电压在复合突加变载过程中，迅速发生相应的变化;R1的另一个作用是，可以克服外部电网中产生的缓慢扰动，使之不影响电机的正常运行。交直流反馈器11提高了本专利技术的动态性能，使得电机可在接近临界失步电压的工况下稳定工作。同时，具有更广泛的适用性。本专利技术与原有技术相比较，线路简化，结构简单，成本经济;克服了原有技术不能承受复合突加变载的弱点，可以快速响应突加负载后的突减负载或二次甚至多次突加负载;由于采用了定子端电压全波信号直接检测，加强了快速响应能力，而且适用面广，通用性强，便于操作，也增强了节电效果。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由控制蕊件１、外壳２、三相电源线３等组成的交流异步电机控制装置，控制蕊件１由双向可控硅４、同步变压器５、三角波发生器６、移相控制器７、触发器８、电流互感检测器９构成主电路系统，其特征在于由定子端电压直接检测器１０、交直流反馈调节器１１、双环张驰放大器１２构成快速响应突加负载或复合突加变载的低压稳速控制电路系统；定子端电压直接检测器１０由直接检测变压器Ｔ１与整流器Ｅ１组成，Ｔ１的输入端与电机定子绕组三相端电压直接连通，直接检测定子绕组端电压全波信号，输出端经Ｅ１后一路输入交直流反馈调节器１１，另一路输入双环张驰放大器１２；交直流反馈调节器１１主要由滤波器Ｆ１、ＰＤ调节器Ａ１、ＰＩＤ调节器Ａ２、电容Ｃ１、电阻Ｒ１等组成，Ｃ１与Ｒ１并联，交直流反馈调节１１的输出端连接移相器７；双环张驰放大器１２主要由比较器Ａ３、Ａ４，运算放大器Ａ５、Ａ６及Ａ７，滤波器Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４等组成，电流互感检测器９经Ｆ２输入其检测到的电流信号，定子端电压直接检测器１０经Ａ３、Ａ４输入其检测到的电压信号，其输出端与交直流反馈调节器１１中的ＰＩＤ调节器Ａ２相连接。

【技术特征摘要】
1、一种由控制蕊件1、外壳2、三相电源线3等组成的交流异步电机控制装置，控制蕊件1由双向可控硅4、同步变压器5、三角波发生器6、移相控制器7、触发器8、电流互感检测器9构成主电路系统，其特征在于由定子端电压直接检测器10、交直流反馈调节器11、双环张驰放大器12构成快速响应突加负载或复合突加变载的低压稳速控制电路系统；定子端电压直接检测器10由直接检测变压器T1与整流器E1组成，T1的输入端与电机定子绕组三相端电压直接连通，直接检测定子绕组端电压全波信号，输出端经E1后一路输入交直流反馈调节器11，另一路输入双环张驰放大器12；交直...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈一民，
申请(专利权)人：陈一民，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]