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

本发明专利技术公开了一种新的交流鼠笼式电动机调速的方法与装置．用转接正序或逆序的三种相序的方法使旋转磁场转速发生变化，实现大范围平滑调速．性能与变频调速接近，但成本是其２％－５％，而且可靠性高．（*该技术在2006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（重要原因是各触发脉冲相位要求严格），工作电流波形的畸变因教大。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，工作电流波形畸变因数大的缺点。为实现上述目的，根据三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。三相交流电可组成多种相序其相位互有差别的原理为：参照图1，按图上所标，三相交流电分别为A相、B相、C相。三相交流电按不同顺序排列，可产生三相正序和三相逆序。可以发现有三种相序排列为正序：A、B、C;C、A、B;B、C、A。三种相序排列为逆序：A、C、B;B、A，C;C、B、A。由图1看到，正序的三种相序排列，在相位上互有差别。对于对称三相交流电来说，这三种正序排列，相位互差120°。逆序的三种相序排列同正序一样在相位-->上互有差别。根据上述三相交流电存在三种三相正序和三种三相逆序，并每三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，换接正序的三种相序，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三种相序，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。我们在这里规定：电动机接三相正序时定子磁场旋转方向和转子旋转方向为正转;接逆序时为反转。下面说明得到定子旋转磁场按一定频率滞后的具体方法：由图1看到，c、A、B相序比A、B、C相序超前120°，B、C、A比C、A、B超前120°，A、B、C，又以B、C、A超前120°产生了一个相位超前120°的循环。把这些相序接于定子绕组上。如定子绕组的三根引出线称为X、Y、Z。设原连接为X-A、Y-B、Z-C，一定周期后换接X-C、Y-A、Z-B。因C、A、B相位超前A、B、C120°，所以磁场突变为X-A、Y-B、Z-C接法时磁场的120°电角度以前的磁场相位，也就是磁场滞后了120°电度角。但磁场的旋转方向不变。一定周期后再换接X-B、Y-C、Z-A，磁场又滞后120°，一定周期后再换接X-A、Y-B、Z-C，同样磁场滞后120°这样形成了一个换接相序的循环。上述的换接三相正序三种相序的规律可以用如下表1来表示，其中箭头表示换接下一种相序：表1-->以上表1是换接三相正序三种相序的循环表，如以一定周期换接这个循环表将得到正转并以一定频率滞后的定子旋转磁场。而要得到反转并以一定频率滞后的定子旋转磁场，可换接三相逆序三种相序。设原来电动机与三相交流电的接法是，X-A、Y-C、Z-B，一定周期后换接X-B、Y-A、Z-C，磁场滞后120°电角度。一定周期后换接X-C、Y-B、Z-A，磁场滞后120°电角度。一定周期后再换接X-A、Y-C、Z-B，同样磁场滞后120°电角度。这样形成了一个换接相序的循环。同正序一样可得到换接三相逆序三种相序的循环表，如下表2：表2这样得到两个换接相序的循环表。以一定周期按照这两个循环表的规律换接可得正转或反转并以一定频率滞后的定子旋转磁场，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＜0（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。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或2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，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。可靠性高的重要原因是，本专利技术可控硅触发脉冲相位要求不严，不要调整各触发脉冲之间的相位（包括一个可控硅的和各可控硅之间的）。触发超前小于1毫秒仍正常工作;触发滞后无限制，只影响调速性能，不损坏元件。工作电流波形畸变因数小。本专利技术容易实现直接数字控制，这样无附加惯性环节，反应快。还可改用单片微机控制，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。图3是微型计算机程序流程框图。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“O”-->位总线B0控制一只双向可控硅。B口处于位控方式，除“O”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“O”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3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：-->由上表得到正序三种相序三种输出;逆序三种相序三种输出，分别放入两个数据表。每个数据表6个数据，两个一组，每组先B口数据，后A口数据。两个数据表如下表4、表5：表4：    表5：DATA1：01    DATA2：0011    A100    018C    0A00    0062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，根据三相交流电按不同顺序排列，可产生三种三相正序和三种三相逆序，三种三相正序在相位上互有差别，三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三种相序，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三种相序，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】
1、交流异步电动机正负转差率调速方法，其特征是。根据三相交流电按不同顺序排列，可产生三种三相正序和三种三相逆序，三种三相正序在相位上互有差别，三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三种相序，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三种相序，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，由微型计算机包括存贮程序的存贮器、光电隔离电路和触发电源、三组双向可控硅包括保护电路，三部分组成。3、根据权力要求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，实现电动机正转并可从额定转速向下调速。4、根据权力要求1所述的交流异步电动机...

【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]