本发明专利技术属变频驱动技术领域，具体为一种适用于变频驱动的双额定频率三相电机方法。其步骤包括：应用等效方法，对通用电机形成它的“派生电机”群，且这些“派生电机”的三相绕组均设计成Ｙ连接方式，每相绕组的线圈的并联支路数是偶数；把每相绕组的并联支路分成为两组，每组的线圈数相等，三相绕组成６组，然后把三相绕组第二组中的最后３根引出线在机内短接，其余９根引至接线盒，作双Ｙ接线和大Ｙ接线相互切换；最后选择相匹配的通用型变频器组合成系统。本发明专利技术得到的一台电机中含有两个额定频率ｆＬ和ｆＨ，而且，两个频率可在相当宽的范围内进行选择。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属变频驱动
，具体涉及一种适用于变频驱动的双额定频率三相电 机方法。
技术介绍
目前变频驱动技术已被广泛应用于各行各业。变频器产品一代接一代不断地推陈 出新，推动着变频驱动技术的完善和进步。电动机和变频器是组合成一个变频驱动系统(以下简称为系统)最基本的两部分。 各种类型的三相感应式异步电动机(以下简称为通用电机)是现有系统中使用量最多的电 机，它占据了总使用量的90%以上的份额。我国的通用电机额定频率是50HZ，额定电压大多为380VAc。在国外，不同地区通 用电机的额定电压有所不同，额定频率有50HZ，也有60HZ，它们都是与当地电网的电压等 级和频率相一致的。当这些通用电机和变频器组合成系统，系统的输出特性曲线(以下简称为系统特 性)如附附图说明图1所示。两曲线的“拐点”只与电机的额定频率50HZ (或60HZ)相对应。“拐点” 把系统的调速范围划分为恒转矩调速和恒功率调速两个区域。事实上，目前国内和国外由 通用电机组合成的系统，其系统特性大多就如附图1所示。小于50HZ (或60HZ)为恒转矩 调速，大于50HZ (或60HZ)为恒功率调速。近些年来，人们在开发新能源汽车中，无论是混合动力汽车，还是纯电动汽车，也 应用到了变频驱动技术。它们的电源大多是直流(电池)电压，经逆变器转换成电压和频率 连续可控的三相交流电压输出，驱动三相电机。电机的选择上，有通用电机，三相永磁同步 电机和三相磁阻电机等等。然而，它们的系统特性也都是由电机的额定频率所确定小于额 定频率为恒转矩调速，大于额定频率时为恒功率调速。每一台电机的额定频率对应一组特 性曲线。曲线的“拐点”通常对应的是50HZ (或60HZ)。在通常情况下，系统中的电机大多运行在电动状态，即电机将变频器供给的电能 转化成动能(转速和转矩)驱动负载运行。然而，也有不少状况下，系统中的电机是运行在发 电状态，即电机的输出轴在外力的带动下，把外力的动能转化电能回馈电源。譬如，纺织和 制药行业的由系统驱动的离心式脱水机，在高速运转后进入减速停车时，这些大转动惯量 的负载会带动电机进入发电状态；由系统驱动的起重吊装机械，在下放重物时，重物的位能 会使下放加速，若失控会酿成事故，此时需将系统调控在发电运行状态，电机把重力位能转 化成电能回馈电源的方式，滞阻下放加速以缓缓勻速地下放；电动汽车在减速和制动时，在 下坡路段行驶时，系统也可把电机控制在发电状态，以使车辆动能的回馈和下坡路段的勻 速缓行；更有甚者，有一种需要，使人们把系统的主要工况设计成发电状态。这时的系统成 了一个电源，源源不断地向设施中的其他用电部分供电；混合动力汽车中的变频驱动系统 中的电机有被设计为电动和发电两者兼顾。
技术实现思路
本申请人在2007年4月12日提交了一项专利技术申请《按负载特性和要求设计定子 绕组以改造通用电机的设计方法》，申请号为200710039396. 0 (以下简称为A申请)。已经 授权。本申请人在2008年8月18日还提交了一项PCT专利技术申请《一种由“原型电机”形 成“派生电机”的方法》，申请号是PCT/CN 2008/001481 (以下简称为PCT申请)。本专利技术是 对前两项申请技术的推广和延伸。在现有系统中的电机都只有一个额定频率，而且大多为50HZ (或60HZ)，当它和变 频器组合成系统的输出特性如图1所示。本专利技术使得在一台电机中含有两个额定频率&和 fH。而且，频率&和fH可以根据需要，在相当宽泛的频率范围内进行选择。当这种双额定 频率的电机和相匹配的变频器组合成系统后，系统就具备了如图2所示的两组系统输出特 性曲线。图2中的两组曲线的“拐点”分别对应的频率为4和fH。fH是4的2倍；额定频 率为fH时电机的额定功率和系统的恒转矩调速区域也是额定功率为&时电机的额定功率 和系统的恒转矩调速区域的2倍。在众多需要变频驱动的负载中，按其负载特征和要求，虽然大多数不必采用这种 双额定频率电机组成的系统。因为该系统设计的控制电路要比现有常规的 系统复杂一些， 使用的器件也多，成本也高一些。但是，对一些特定的负载，却是适合和需要的。譬如纯电 动汽车主驱动这样的负载，当它在市区内行驶，在山区上坡和下坡路段行驶时，需要低速运 行；上了高速公里和郊区路面空旷时需要高速运行，电机的调速范围要求非常宽泛。现有的 系统的调速范围常常难以高速低速两者兼顾。本专利技术把系统的恒转矩调速范围增大一倍，可以较好地解决高低速两者兼顾的问 题。作为把系统设计成为主要用于发电状态运行的特例。当外力带动电机轴的转速时 高时低，高速低速相差悬殊，又飘忽不定，仍要求系统把外力的动能转化为电能向用电设备 供电时，双额定频率电机组成的系统无疑会是更好的选择。总之，由双额定频率三相电机组 合成的系统是变频驱动设计中的一种新选择。在具体阐述本
技术实现思路
前，先简要地介绍一下A申请和PCT申请的有关内容。A申请指出，目前国内国外广泛使用的变频驱动系统的输出特性，由单一的两条曲 线所表示(如附图1)。两条曲线的“拐点”对应通用电机的额定频率50HZ (或60HZ)。这种 单一无选择的系统特性，面对各类不同负载的特性和要求，常常难以相匹配。A申请提出了以通用电机的定子绕组参数为基准，按每个定子绕组线圈逐次减少 一匝和逐次增加一匝，根据定子绕组导线的用铜量基本相当的规则，计算出“派生电机”定 子绕组，就形成了原通用电机的“派生电机”群。A申请中，以我国Y系列型号Y160L-6 (11KW/6极)的通用电机为例，作了具体说 明。得到了 Y160L-6通用电机绕组重新设计得到的“派生电机”的参数列表。(参见表1)表1每线圈匝数(T-N)2827262524232221对应绕组导线截面积(Mn2)2. 8342. 9393. 0523. 1743. 3063. 4503. 6073. 779对应的额定频率(HZ)50. 051. 953. 856. 058. 360. 963. 666. 7对应的额定功率(kw)11. 011. 411. 812. 312. 813. 414. 014.本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种适用于变频驱动的双额定频率三相电机设计方法，其特征在于具体步骤为：ａ．应用等效方法，对任意一台通用电机形成它的“派生电机”群，且这些“派生电机”的三相绕组均设计成Ｙ连接方式；每相绕组的线圈的并联支路数是偶数；ｂ．将这些“派生电机”进行如下内部接线：把每相绕组的并联支路分成为两组，每组的线圈数相等，三相绕组成６组，它们的引出线分别记为：Ｕ↓［１］～Ｕ↓［２］，Ｕ↓［３］～Ｕ↓［４］；Ｖ↓［１］～Ｖ↓［２］，Ｖ↓［３］～Ｖ↓［４］；Ｗ↓［１］～Ｗ↓［２］，Ｗ↓［３］～Ｗ↓［４］，它们依次表示第一相的２组、第二相的２组和第三相的２组；然后把第一相、第二相、第三相的第二组中的引出线Ｕ↓［４］、Ｖ↓［４］、Ｗ↓［４］在机内短接，或者引出至连线盒在机外短接；其余９根引出线引至接线盒，这９根引出线分别是：Ｕ↓［１］，Ｖ↓［１］，Ｗ↓［１］，Ｕ↓［２］，Ｖ↓［２］，Ｗ↓［２］，Ｕ↓［３］，Ｖ↓［３］，Ｗ↓［３］；ｃ．双Ｙ接线和大Ｙ接线的相互切换对“派生电机”的９根引出线作双Ｙ接线和大Ｙ接线相互切换，当触点Ｃ↓［１］闭合，触点Ｃ↓［２］断开时，三相绕组呈双Ｙ并联接线；当触点Ｃ↓［２］闭合，触点Ｃ↓［１］断开时，三相绕组呈大Ｙ型接线；其中，触点Ｃ↓［１］分别：是引出线Ｕ↓［１］和引出线Ｕ↓［３］联接的开关触点，引出线Ｖ↓［１］和引出线Ｖ↓［３］联接的开关触点，引出线Ｗ↓［１］和引出线Ｗ↓［３］联接的开关触点，引出线Ｕ↓［２］和引出线Ｖ↓［２］联接的开关触点，引出线Ｖ↓［２］和引出线Ｗ↓［２］联接的开关触点；触点Ｃ↓［２］分别是：引出线Ｕ↓［２］和引出线Ｕ↓［３］联接的开关触点，引出线Ｖ↓［２］和引出线Ｖ↓［３］联接的开关触点，引出线Ｗ↓［２］和引出线Ｗ↓［３］联接的开关触点；ｄ．选择相匹配的通用型变频器组合成系统所谓的相匹配是指变频器的额定输出容量与“派生电机”在额定频率ｆ↓［Ｈ］时的额定功率上匹配，同时该通用型变频器的用户应用软件中具备存储两台电机相关参数的功能；该通用型变频器还应对被驱动的电机具有速度跟踪功能。...
【技术特征摘要】
一种适用于变频驱动的双额定频率三相电机设计方法，其特征在于具体步骤为a. 应用等效方法，对任意一台通用电机形成它的“派生电机”群，且这些“派生电机”的三相绕组均设计成Y连接方式；每相绕组的线圈的并联支路数是偶数；b. 将这些“派生电机”进行如下内部接线把每相绕组的并联支路分成为两组，每组的线圈数相等，三相绕组成6组，它们的引出线分别记为U1~U2，U3~U4；V1~V2，V3~V4；W1~W2，W3~W4，它们依次表示第一相的2组、第二相的2组和第三相的2组；然后把第一相、第二相、第三相的第二组中的引出线U4、V4、W4在机内短接，或者引出至连线盒在机外短接；其余9根引出线引至接线盒，这9根引出线分别是U1，V1，W1，U2，V2，W2，U3，V3，W3；c. 双Y接线和大Y接线的相互切换对“派生电机”的9根引...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐志瑶，徐馨，
申请(专利权)人：徐志瑶，徐馨，
类型：发明
国别省市：31[]
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