一种自带变频控制器的异步电机制造技术

一种自带变频控制器的异步电机，包括异步电机、变频控制器、光电编码器；其中异步电机与变频控制器、光电编码器相连，变频控制器与光电编码器相连；通过螺栓将变频控制器固定在异步电机的一端，光电编码器安装在异步电机内部定子上，通过接口与变频控制器相连，变频控制器底部的散热片通过螺栓安装在电机的一端。它的优点是机电一体化设计，结构简单、便于安装维护，操作简单，成本低，安全实用。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电机控制领域，特别涉及一种自带变频控制器的异步电机。
技术介绍
目前，各种电机的应用非常广泛，其中，交流异步电机以其自身的优点广泛应用于各种位置及转速控制系统中。传统的电机调速系统应用的电机基本都是独立的执行机构，实际应用时必需为其额外配置变频控制器，若变频控制器选择不合理将导致电机性能下降、效率降低，严重时将烧毁电机，造成重大经济损失。而且，随着电机与变频控制器之间连接电缆长度的增加，变频控制器功率开关器件产生的高次谐波电流成分也将随之增多，导致电机发热。若变频控制器输出频率与电机的固有频率一致时，将使电机产生共振，严重时将损坏相关设备，影响系统正常工作。此外，这种电机与变频控制器的分离结构需要额外配置相应的位置传感器，造成系统成本高，安装不方便，维护困难等问题。
技术实现思路
针对目前电机独立应用时存在的一系列弊端，本技术提供一种自带变频控制器的异步电机。该电机自带变频控制器，并且用光电编码器取代传统的位置传感器安装于电机内部，是一种集变频控制器、位置传感器、电机为一体的机电一体化异步电机。本技术的硬件系统包括异步电机、变频控制器、光电编码器；其中异步电机与变频控制器、光电编码器相连，变频控制器与光电编码器相连，如图1所示。通过螺栓将变频控制器固定在异步电机的一端，光电编码器安装在异步电机内部定子上，通过接口与变频控制器相连；变频控制器底部的散热片通过螺栓安装在电机的一端；本技术可根据需要与上位机或PLC等其它控制设备用导线直接相接。本技术的优点如下：1.机电一体化设计，无需额外配置变频器，结构简单、便于安装及维护；2.省去传统的位置传感器，节省成本；3.电机自带的变频控制器与电机本身做到参数最优匹配，电机效率最高；4.针对不同应用场合，只需用面板操作单元设置相关参数即可投入使用；5.电机根据不同的应用场合可通过自带的变频控制器自动调速；6.接线方便，用户只需接两根电源线及六根信号线即可；7.操作面板简洁，便于用户操作；8.全封闭式防水设计，安全实用；9.散热片与变频控制器及电机紧密结合，便于变频控制器及电机散热。-->附图说明图1本技术的系统结构框图；图2变频控制器的结构框图；图3本技术的的外部接线图；图4变频控制器的供电单元的电路原理图；图5变频控制器的控制单元的电路原理图；图6变频控制器的面板操作单元的电路原理图；图7光电编码器的电路原理图；图8启停过程流程图；图9位置控制过程流程图；图10转速控制过程流程图；图11正反转控制过程流程图；具体实施方式下面结合附图及一优选方案对本专利技术作进一步说明。本技术的电机采用性能较好的交流异步电机，规格如下：额定功率：90W额定电流：0.7A额定电压：220V频率：3～50Hz转数：880r/m绝缘等级：F。本技术的所选的变频控制器可选多种型号，下例为一优选变频控制器。本技术的所优选的变频控制器的结构框图如图2所示，由供电单元、控制单元、面板操作单元、光电编码器、异步电机组成；其中控制单元分别与供电单元、光电编码器及面板操作单元、异步电机相连，异步电机与光电编码器相连；本技术的变频控制器的控制单元可用预留出来的接线端子与上位机或PLC直接用导线相连本技术的所有选的变频控制器的外部接线图如图3所示。为方便用户安装，本控制器采用机电一体化设计，控制单元的J3和J4在内部已接好，对外只引出两组接线端子。J1接至单相电源输入，即与供电单元的CN1相连；J2为控制信号端子，是预留出来的，可与上位机用导线直接相连；J4与光电编码器相连，J3与异步电机的供电端口相连；接线操作如图3所示，端子说明如表1所示；通过螺栓将变频控制器固定在异步电机的一端。-->表1本技术的光电编码器采用两个光电开关制成，安装于电机的定子上，转子在相关位置开出一定数目的齿槽，转动时穿过两个光电开关，形成互差90度的两组脉冲，原理图如图7所示，接线图如图3所示。本技术的装置使用非常方便，将控制器安装在电梯轿厢顶部后，只需按照图3将相关的电源线及信号线接好即可。优选的变频控制器的供电单元的电路原理图如图4所示，单相220V交流电与连接器J1、J2相连，J1的脚1通过热熔器与电抗器L1的4脚相连，JI的脚3与L1的脚1相连，压敏电阻ZNR1、电容C1都与这两相并联，J1的脚2通过电容C12与单相二极管整流桥模块KBP06的脚3相连，KBP06的脚2与L1的脚3相连，KBP06的脚1通过热敏电阻NTC1与变压器T1的脚1相连，KBP06的脚4与三脚控制芯片U1的脚2相连，U1的脚3与T1的脚2相连，T1的脚8通过二极管D3输出+5V直流电，T1的脚7直接与电源地相连；T1的脚6通过二极管D2与电源芯片U4的1脚相连，脚3输出15V直流电压，T1的脚5与U4的脚2、15V的电源地相连；电源与地之间有电容、电阻的并联回路；T1的脚4通过二极管D4与光电耦合器U2的脚4相连，T1的脚3与U1的脚3相连，U2的脚1、2分别通过电阻R4、R5与5V电源和5V地相连，U2的脚2通过电容C9、电阻R6与5V电源相连，U2的脚2通过电容C9、电阻R7与5V电源地相连。供电单元是采用美国功率集成公司(PowerIntegrationsInc.)的型号为TOP222Y的控制芯片拓展的高频开关电源，它具有可靠、成本低、效率高、应用灵活等优点被广泛应用于各种开关电源中。本装置采用TOP222Y与高频变压器结合配以相关的外围电路，给控制单元提供稳定的+5V及+15V电源。单相220V交流电经整流滤波后接高频变压器及TOP222Y，通过TOP222Y控制高频变压器的通断占空比，高频变压器输出经整流滤波稳压后得到+5V及+15V电源，其中+5V电压经由可控稳压器LM431及光电耦合器PC817C反馈到TOP222Y-->的控制端，通过改变PWM占空比使+5V得到稳定，+15V则由高频变压器输出整流滤波后经线性稳压器7815得到。优选的变频控制器控制单元的电路原理图如图5所示，单片机IC1采用ST7FMC2S4T6，IC1的OSC1、OSC2管脚与晶振电路XTAL1的两端相连；IC1的VDD-0、VDD-1、VAREF管脚与+5V电源相连；IC1的VSS-0、VSS-1、VSSA管脚与数字地相连；IC1的MCES、MCCREF管脚分别与电阻RC1、RD1相连；IC1的AIN0、MCIA、MCSO、AIN3、AIN4、OAP管脚与阻排RP1相连；IC1的MCIB、MCIC管脚分别与存储器IC2的SCL、SDA管脚相连；IC1的TDO、RDI管脚分别与电阻RC2、RC3相连；IC1的RESET分别与电阻RA1、电容E1二极管D1、电容CB4相连；IC1的(HS)MCO0、(HS)MCO1、(HS)MCO2、(HS)MCO3、(HS)MCO4、(HS)MCO5分别与可编程逻辑器件IC3的6～1管脚相连；IC1的ICAP2-B、OCMP1-B、OCMP2-B管脚分别与输出电路中的RE1、RE2、RE3相连；IC1的AIN13、AIN12管脚分别与的反相器IC4的2、4两脚相连；IC1的ICCDATA、ICCCLK、ICCSEL管脚分别与电阻RC4、RC5、RD2相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自带变频控制器的异步电机，其特征在于包括异步电机、变频控制器、光电编码器；其中异步电机与变频控制器、光电编码器相连，变频控制器与光电编码器相连；通过螺栓将变频控制器固定在异步电机的一端，光电编码器安装在异步电机内部定子上，通过接口与变频控制器相连，变频控制器底部的散热片通过螺栓安装在电机的一端。

【技术特征摘要】
1. 一种自带变频控制器的异步电机，其特征在于包括异步电机、变频控制器、光电编码器；其中异步电机与变频控制器、光电编码器相连，变频控制器与光电编码器相连...

【专利技术属性】
技术研发人员：张平，边春元，任双艳，郑祥武，张渊博，
申请(专利权)人：张平，
类型：实用新型
国别省市：89[中国|沈阳]