交流异步电动机正负转差率调速方法和装置制造方法及图纸

一种交流异步电动机正负转差率调速方法．本发明专利技术公开了一种新的异步电动机的调速方法：三相交流电按不同的顺序排列，可产生三种三相正序和三种三相逆序．正序和逆序三种组合相位互差１２０°，这样以一定周期一定规律换接各种相序就可使定子旋转磁场产生一定频率的超前、滞后，从而定子旋转磁场旋转变快或变慢．实现调速．实施的方法，可用微型计算机控制三组可控硅，每组三个，分别与三相交流电连接．本调速方法，效率高，具有回馈制动．（*该技术在2006年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及交流异步电动机调速方法和装置。现有的平滑大范围的交流异步电动机调速有两类：变转差率调速和变频调速。变转差率调速的缺点是：工作在低速时，转差率大，效率低。而且无回馈制动，不能快速降速。变频调速的缺点是：电路复杂，用功率元件多，用可控硅18-36个。并且工作不可靠，在低速运行时达不到恒转矩调速。本专利技术的目的是：克服变转差率调速存在的工作在低速时，转差率大，效率低的缺点及无回馈制动，不能快速降速，不适用于快速性，高精度调速的缺点。克服变频调速存在的电路复杂，用功率元件多，工作不可靠，在低速运行时达不到恒转矩调速的缺点。为实现上述目的，根据多相交流电可组成多种相序，并且，其相位互有差别的原理而专利技术了交流异步电动机正负转差率调速方法和装置。多相交流电，可组成多种正序或逆序。如有N相交流电可组成N种M相（M＜N）正序和N种M相逆序。各种相序在相位上互有差别如有N相对称交流电可组成N种三相正序和N种三相逆序，每N种正序相位差1/N周期;每N种逆序相位差1/N周期。-->根据上述多相交流电存在多种三相正序和多种三相逆序，并各种相序相位互有差别的原理，交流异步电动机正负转差率调速方法为：如果把三相异步电动机定子的三根引线的顺序固定，并把它们以一定周期、一定规律，换接正序的多种相序，由于各种相序在相位上互有差别，能使定子旋转磁场按一定频率产生超前或滞后。这样定子旋转磁场转速发生变化，从而使转子转速发生变化。如果以一定规律、一定周期换接三相逆序的多种相序，同样能使定子旋转磁场按一定频率产生超前或滞后，使转子的转速发生变化，只是旋转方向与换接正序时相反。以三相交流电为例说明使定子旋转磁场转速变慢的方法：由图1看到B、C、A相序比A、B、C相序相位滞后120°，C、A、B相序比B、C、A相序相位滞后120°，A、B、C相序又比C、A、B相序相位滞后120°。产生了一个相位滞后120°的循环，把这三种正序在定子绕组上换接。如定子绕组的三根引出线标为X、Y、Z。设原连接为：X-A、X-B、Z-C，一定周期后换接X-B、Y-C、Z-A。因B、C、A相位滞后A、B、C120°所以换接后，定子旋转磁场滞后120°电角度，但是定子旋转磁场的旋转方向不变。一定周期后再换接X-C、Y-A、Z-B，定子旋转磁场又滞后120°电角度。一定周期后再换接X-A、Y-B、Z-C，同样定子旋转磁场滞后120°电角度。这个使旋转磁场每次滞后120°电角度的换接循环规律可用下表1来表示，其中箭头表示换接下一种相序。-->正序三种相序还可产生使旋转磁场每次滞后240°电角度的换接相序循环。同样对照图1的相位关系。设原来电动机与三相交流电的接法是，X-A、Y-B、Z-C，一定周期后换接X-C、Y-A、Z-B，旋转磁场滞后240°电角度。一定周期后再换接X-B、Y-C、Z-A，旋转磁场滞后240°电角度。一定周期后再换接X-A、Y-B、Z-C，同样旋转磁场滞后240°电角度。这样形成了一个每次滞后240°电角度的换接相序循环。可用下表2来表示换接规律。以上表1、表2是换接正序三种相序的循环表，用相似原理换接逆序三种相序同样可得两个循环表。对照图1相位关系可知下表3是每次滞后120°电角度的换接逆序三种相序循环表。下表4是每次滞后240°电角度的换接逆序三种相序循环表。-->这样得到4个换接相序的循环表。以一定周期按照这4个循环表的规律换接可得以一定频率滞后的定子旋转磁场，所述一定周期是如下作用：每一种相序所接时间越短，即换接频率越高，定子旋转磁场滞后的频率就越高，定子旋转磁场转速就越慢，可以实现异步电动机从额定转速向下调速的目的。在换接相序的瞬时定子磁场滞后240°电角度或120°电角度。这时转子磁场超前定子磁场，形成转子磁场拉定子磁场，是发电状态。也就是转差率S＜O（与反接制动状态不同，反接制动时，定子磁场旋转方向与转子旋转方向相反）。这种发电制动，也称回馈制动。本专利技术的调速方法是使电动机工作在电动与回馈制动交替的状态。在电动状态时转差率S＞0，在回馈制动时转差率S＜0，这两个状态之间有过渡状态。所以称作正负转差率调速。根据上述交流异步电动机正负转差率调速方法而设计的装置：参照图2，本装置由三部分组成：1.微型计算机包括存贮程序的存贮器或单片微机包括存贮程序的存贮器或逻辑电路。2.光电隔离电路和触发电源。3.三组双向可控硅包括保护电路。工作时微型计算机根据正反转标志不断输出数据，经光电隔离电路和触发电源，控制双向可控硅按上述表1至4换接三相正序或三相逆序三种相序循环表的规律进行换接。正序和逆序各有两个循环表，速度较高时用每次滞后120°的换接循环表;速度较低时用每次滞后240°的换接循环表。换接周期由微型计算机根据输入的速度给定和测速反馈计算得出，从而实现从额定转速向下的调速。本专利技术与变转差率调速比较的优越性是：本专利技术工作状态在正转差率与负转差率之间滑动，所以效率比变转差率调速高。本专利技术具有回馈制动，适合频繁升降速，快速性，高精度调速。而且本专利技术的触-->发电路比转差率调速的触发电路简单、可靠、成本低。本专利技术与变频调速比较的优越性是：本专利技术的控制电路与触发电路都比变频调速的简单可靠。用功率元件少，只用9个可控硅元件。成本只有变频调速的25%～50%，同时本专利技术在低速时性能优于变频调速，本专利技术在低速时的最大转矩大于高速时最大转矩。本专利技术也可用单片微机或逻辑电路控制，这样可使调速装置的体积，价格进一步下降。总的说来，本专利技术性能、价格比高于其它可控硅调速系统。下面结合附图和实施例对交流异步电动机正负转差率调速方法和装置做进一步说明。图1是三相交流电波形图。图2是本专利技术装置电路图（重复部分及对应连线采用省略画法）。图3是微型计算机主程序流程框图。图4是子程序1流程框图图5是子程序2流程框图参照图2，本实施例所用微型计算机是TP801单板机，外接一片PIO。微型计算机的两个PIO分别为PIO2、PIO1。PIO1的A口8位总线A0～7每位控制一只双向可控硅。B口“0”位总线B0控制一只双向可控硅。B口处于位控方式，除“0”位外，其它7位作标志位用。其中B1作测速计数器与锁存器间送数时不采样的标志位。B2作正反转标志位。B3作为把给定速度乘2标志位等等。PIO2的两个端口，都作输入口，一个用作给定输入，一个作测速反馈输入。图2中三个电感LS，9个电容C1～C9是起保护双向可控硅的作用。三个电容C10～C12和三个电阻R1～R3除起保护双向可控硅作用外还有提高调速性能和改善功率因数的作用。-->微型计算机程序说明：先说明一下在内存某区设的两个数据表。这两个表的数据作为输出数据，以控制相序换接。PIO1的A口和B口“0”位，共9位，控制9个双向可控硅。按某位输出是“1”则使某可控硅导通的规律，可得出数据表。下面用一表格，表5来说明，PIO1两口各位与9根触发控制线的连接，及输出数据表的组成原理：由表5得到正序三种相序输出和逆序三种相序输出的两组数据。把这两组数据分别存入两个数据区，组成两个数据表。每个数据表有3组6个数据，两个一组，每组先B口输出数据，后A口输出数据。每个表各组数据排列顺序是，由上向下循环为每次滞后120°循环。由下向上循环为滞后本文档来自技高网...

【技术保护点】
交流异步电动机正负转差率调速方法，其特征是，根据多相交流电按不同顺序排列，可产生多种三相正序和多种三相逆序，各种三相正序在相位上互有差别，各种三相逆序同样在相位上互有差别的原理，如果把三相异步电动机定子的三根引线的顺序固定，并把它们以一定规律、一定周期换接三相正序的多种相序，能使定子旋转磁场按一定频率产生超前或滞后，这样定子旋转磁场转速发生变化，从而使转子的转速发生变化，如果以一定规律、一定周期换接三相逆序的多种相序，同样能使定子旋转磁场按一定频率产生超前或滞后，使转子的转速发生变化，只是旋转方向与正序时相反。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1、交流异步电动机正负转差率调速方法，其特征是，根据多相交流电按不同顺序排列，可产生多种三相正序和多种三相逆序，各种三相正序在相位上互有差别，各种三相逆序同样在相位上互有差别的原理，如果把三相异步电动机定子的三根引线的顺序固定，并把它们以一定规律、一定周期换接三相正序的多种相序，能使定子旋转磁场按一定频率产生超前或滞后，这样定子旋转磁场转速发生变化，从而使转子的转速发生变化，如果以一定规律、一定周期换接三相逆序的多种相序，同样能使定子旋转磁场按一定频率产生超前或滞后，使转子的转速发生变化，只是旋转方向与正序时相反。2、交流异步电动机正负转差率调速装置，其特征是由三部分组成：一、微型计算机包括存贮程序的存贮器或单片微机包括存贮程序的存贮器或逻辑电路。二、光电隔离电路和触发电源。三、三组双向可控硅包括保护电路。3、根据权利要求1所述的交流异步电动机正负转差率调速方法，其特征是，电动机与三相交流电以一定周期按如下换接三相正序三种相序的循环表的规律进行换接：就使定子旋转磁场按一定频率产生滞后，换接一次滞后120°电角度，实现电动机从额定转速向下调速。4、根据权利要求1所述的交流异步电动机正负转差率调速方法，其特征是，电动机与三相交流电以一定周期按如...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾正平，
申请(专利权)人：顾正平，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]