一种稀土永磁同步电机的同相位切换电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种稀土永磁同步电机的同相位切换电路，包括电网、电机M、第一至三交流接触器KM1-KM3、变频器U1与相位检测板A1。本实用新型专利技术所述稀土永磁同步电机的同相位切换电路，可以克服现有技术中安全及稳定性差与投资成本高等缺陷，以实现安全及稳定性好、投资成本低与投资回报周期短的优点。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及稀土永磁同步电机，具体地，涉及一种稀土永磁同步电机的同相位切换电路。
技术介绍
目前，稀土永磁同步电机的应用和推广已近十年，由于稀土永磁同步电动机具有体积小、损耗低与效率高等优点，在节约能源和环境保护日益受到重视的今天，稀土永磁同步电动机必然广泛地应用于国民经济的各个领域。随着变频技术的日趋完善，实现机电一体化，其优点已越来越明显。但是，又因为稀土永磁同步电动机起动力矩和过载能力均比三相异步电动机高出一个功率等级，最大起动力矩与额定力矩之比可达3. 6倍，而一般异步电动机仅有1. 6倍，直接启动对设备的冲击力较大，所以稀土永磁电机无法直接应用在一些不需要调速的设备上，尤其是大功率电机。为了解决这个难题，以往一般采用变频器软启动，频率到达50HZ后变频器退出， 电机采用工频50HZ运行。但是，这样控制存在以下缺点变频和工频切换的瞬间，由于永磁同步电机从变频器退出时的相位和电网相位不一致，造成极大相间电流，无论对电机绕组、 转子磁钢还是电网都形成大电流冲击，甚至跳闸。具体地，如图1所示，电机M启动时，第一交流接触器KMl与第二交流接触器KM2吸合、变频器Ul运行，电机开始低速启动直至50HZ，到达50HZ后，第一交流接触器KMl与第二交流接触器KM2释放，第三交流接触器KM3吸合，电机M转为工频50HZ运行，变频器Ul停止。在图1中，电机M为稀土永磁同步电机。另外，在上述控制模式中，每台设备为了能使用稀土永磁同步电机，都必须增加一台变频器，变频器只是作为启动时短时间工作，切换到工频运行后，变频器又处于闲置状态，造成投资成本的增加和资源浪费。综上所述，在实现本技术的过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在以下缺陷(1)安全及稳定性差变频和工频切换的瞬间，由于永磁同步电机从变频器退出时的相位和电网相位不一致，造成极大相间电流，无论对电机绕组、转子磁钢还是电网都形成大电流冲击，甚至跳闸；(2)投资成本高每台设备为了能使用稀土永磁同步电机，都必须增加一台变频器，变频器只是作为启动时短时间工作，切换到工频运行后，变频器又处于闲置状态，造成投资成本的增加和资源浪费。
技术实现思路
本技术的第一目的在于，针对上述问题，提出一种稀土永磁同步电机的同相位切换电路，以实现安全及稳定性好的优点。为实现上述目的，本技术采用的技术方案是一种稀土永磁同步电机的同相位切换电路，包括电网、电机M、第一至三交流接触器KM1-KM3、变频器Ul与相位检测板Al， 其中所述第一交流接触器KM1、变频器Ul与第二交流接触器KM2，依次串联在电网与电机 M之间；所述第三交流接触器KM3并联在第一交流接触器KMl与电网的公共端、以及第二交流接触器与电机M的公共端之间；所述相位检测板Al的输入端与输出端，并联在第二交流接触器KM2的两端；电源端，与24V直流电源连接；控制端，与允许切换信号端连接。进一步地，所述相位检测板Al包括第一采样单元、电源、第二采样单元、比较单元与继电器输出单元，其中所述第一采样单元的输入端与变频器Ui的输出端连接，输出端与比较单元的第一输入端连接；第二采样单元的输入端与电网输入端连接，输出端与比较单元的第二输入端连接；所述比较单元的电源端与电源连接，输出端与继电器输出单元的输入端连接；继电器输出单元的输出端为相位检测板Al的控制端。进一步地，所述电网、变频器Ul与电机M，均接保护地PE。本技术各实施例的稀土永磁同步电机的同相位切换电路，由于包括电网、电机M、第一至三交流接触器KM1-KM3、变频器Ul与相位检测板Al，其中第一交流接触器 KM1、变频器Ul与第二交流接触器KM2，依次串联在电网与电机M之间；第三交流接触器KM3 并联在第一交流接触器KMl与电网的公共端、以及第二交流接触器与电机M的公共端之间； 相位检测板Al的输入端与输出端，并联在第二交流接触器KM2的两端；电源端，与MV直流电源连接；控制端，与允许切换信号端连接；可以利用变频器PWM调制正弦波的特点，监测变频器输出和工频输入三相间的电压值，据测量这两者之间的电压在80V-400V之间变化， 通过采样单元与比较单元判断当两者同相之间的电压小于100V时进行切换，这时候的切换电流很小，以解决变频和工频切换时相位不同产生的冲击电流；从而可以克服现有技术中安全及稳定性差的缺陷，以实现安全及稳定性好的优点。本技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术而了解。本技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。下面通过附图和实施例，对本技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明附图用来提供对本技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术的实施例一起用于解释本技术，并不构成对本技术的限制。在附图中图1为现有技术中稀土永磁同步电机的同相位切换电路的电气原理示意图；图2为根据本技术稀土永磁同步电机的同相位切换电路的电气原理示意图；图3为根据本技术稀土永磁同步电机的同相位切换电路中相位检测板的工作原理示意图。结合附图，本技术实施例中附图标记如下1-第一采样单元；2-电源；3-第二采样单元；4-比较单元；5-继电器输出单元。具体实施方式以下结合附图对本技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本技术，并不用于限定本技术。根据本技术实施例，如图2和图3所示，提供了一种稀土永磁同步电机的同相位切换电路。如图2所示，本实施例包括电网、电机M、第一至三交流接触器KM1-KM3、变频器Ul 与相位检测板Al，其中第一交流接触器KM1、变频器Ul与第二交流接触器KM2，依次串联在电网与电机M之间；第三交流接触器KM3并联在第一交流接触器KMl与电网的公共端、以及第二交流接触器与电机M的公共端之间；相位检测板Al的输入端与输出端，并联在第二交流接触器KM2的两端；电源端，与MV直流电源连接；控制端，与允许切换信号端连接。这里，所述电网、变频器Ul与电机M，均接保护地PE。在图2中，相位检测板Al的两个输入端为允许切换信号输入端，电机M为稀土永磁同步电机。进一步地，在上述实施例中，如图3所示，相位检测板Al包括第一采样单元1、电源2、第二采样单元3、比较单元4与继电器输出单5元，其中第一采样单元1的输入端与变频器Ul的输出端连接，输出端与比较单元4的第一输入端连接；第二采样单元3的输入端与电网输入端连接，输出端与比较单元4的第二输入端连接；比较单元4的电源端与电源连接，输出端与继电器输出单元5的输入端连接；继电器输出单元5的输出端为相位检测板 Al的控制端。在图3中，队￥、1为变频器输出端，1^1、1^2、1^3为电网输入端。上述实施例的稀土永磁同步电机的同相位切换电路，在电机M启动时，第一交流接触器KMl与第二交流接触器KM2吸合，变频器Ul运行，电机M开始低速启动直至50HZ ；到达50HZ后，相位检测板Al开始监测对应的各相间的电压值，当三相相间电压值均小于100V 时，输出继电器(即继电器输出单元5)吸合，第一交流接触器KMl与第二交流接触器KM2 释放本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种稀土永磁同步电机的同相位切换电路，其特征在于，包括电网、电机Ｍ、第一至三交流接触器ＫＭ１－ＫＭ３、变频器Ｕ１与相位检测板Ａ１，其中：所述第一交流接触器ＫＭ１、变频器Ｕ１与第二交流接触器ＫＭ２，依次串联在电网与电机Ｍ之间；所述第三交流接触器ＫＭ３并联在第一交流接触器ＫＭ１与电网的公共端、以及第二交流接触器与电机Ｍ的公共端之间；所述相位检测板Ａ１的输入端与输出端，并联在第二交流接触器ＫＭ２的两端；电源端，与２４Ｖ直流电源连接；控制端，与允许切换信号端连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱长洪，
申请(专利权)人：无锡经纬纺织科技试验有限公司，
类型：实用新型
国别省市：32