無刷雙饋電動(dòng)機(jī)的異步啟動(dòng)結(jié)構(gòu)、異步啟動(dòng)方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無刷雙饋電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及無刷雙饋電動(dòng)機(jī)的異步啟動(dòng)結(jié)構(gòu)及異步啟動(dòng)方法，該方法通過建立功能模塊構(gòu)架，由計(jì)算機(jī)程序指令控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來完成，這些計(jì)算機(jī)程序指令存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中。
【背景技術(shù)】
[0002]無刷雙饋電機(jī)是新型電機(jī)。無刷雙饋電機(jī)從級(jí)聯(lián)電機(jī)演化而來，通過兩套定子繞組(分別為功率繞組Pp和控制繞組pc)和特殊設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)子來實(shí)現(xiàn)無電刷結(jié)構(gòu);通過對(duì)控制繞組Pc的變壓變頻控制實(shí)現(xiàn)無刷雙饋電機(jī)變速恒頻發(fā)電或變頻調(diào)速電動(dòng)運(yùn)行。作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，涉及到啟動(dòng)問題。無刷雙饋電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)是指電機(jī)從轉(zhuǎn)速為0上升到自然同步速N的過程。
[0003]目前無刷雙饋電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)方式可分為同步啟動(dòng)和異步啟動(dòng)，同步啟動(dòng)是無刷雙饋電動(dòng)機(jī)兩套定子繞組同時(shí)加激勵(lì)源，此時(shí)電機(jī)表現(xiàn)出同步電機(jī)特性。具體是功率繞組Pp加工頻電源激勵(lì)，控制繞組Pc加變頻電源激勵(lì)，控制繞組Pc頻率從-50Hz增加到0Hz，相應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)速就能從0增加到N，從而啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)。同步啟動(dòng)的問題在于需要全功率的變頻器，這與無刷雙饋電動(dòng)機(jī)能夠使用部分容量變頻器控制的初衷相違背，所以主流的啟動(dòng)方式還是異步啟動(dòng)。
[0004]異步啟動(dòng)是無刷雙饋電動(dòng)機(jī)兩套定子繞組只有功率繞組Pp加激勵(lì)源，控制繞組PC短接或配置專門啟動(dòng)設(shè)備，此時(shí)電機(jī)符合異步電機(jī)特性。異步啟動(dòng)特別是大功率無刷雙饋電動(dòng)機(jī)異步啟動(dòng)時(shí)需要解決與異步電機(jī)啟動(dòng)時(shí)相同的啟動(dòng)電流過大所帶來的各種問題。為了解決啟動(dòng)電流過大的問題，現(xiàn)有技術(shù)主要采用的異步啟動(dòng)方法是專門配置頻敏變阻器或可調(diào)電阻器啟動(dòng)的啟動(dòng)方式，但是，該方式大大增加了電機(jī)配套設(shè)備和生產(chǎn)運(yùn)行成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供無刷雙饋電動(dòng)機(jī)的異步啟動(dòng)結(jié)構(gòu)及異步啟動(dòng)方法，該異步啟動(dòng)結(jié)構(gòu)配合異步啟動(dòng)方法就可既解決啟動(dòng)電流過大的問題，又解決了體積大和成本高的問題。
[0006]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
提供無刷雙饋電動(dòng)機(jī)的異步啟動(dòng)結(jié)構(gòu)，包括變頻器，無刷雙饋電動(dòng)機(jī)的功率繞組Pp通過接觸器KM3接至工頻電源，所述變頻器包括將三相交流電源整流輸出的整流電路VR、接于整流電路VR的輸出端的母線電容C、接于母線電容C的輸出端的三相全橋逆變電路VI，三相全橋逆變電路VI的輸出端接無刷雙饋電動(dòng)機(jī)的控制繞組PC，本所述整流電路VR的輸入端接有變頻器軟啟動(dòng)電路。
[0007]所述變頻器軟啟動(dòng)電路包括輸入接觸器KM1、軟啟動(dòng)電阻R、軟啟動(dòng)接觸器KM2、輸入電抗器L和三相全橋不控整流電路VR，三相交流電源依次接輸入接觸器KM1、軟啟動(dòng)接觸器KM2、輸入電抗器L和三相全橋不控整流電路VR，軟啟動(dòng)電阻R與軟啟動(dòng)接觸器KM2并聯(lián)。
[0008]無刷雙饋電動(dòng)機(jī)的異步啟動(dòng)方法，用于對(duì)以上所述的無刷雙饋電動(dòng)機(jī)的異步啟動(dòng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制，包括如下步驟:
A:變頻器軟啟動(dòng)；
B:短接控制繞組Pc;
C:在定子功率繞組Pp接入工頻電源激勵(lì)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速逐漸增大；
D:當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速且穩(wěn)定后，控制變頻器輸出與無刷雙饋電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的控制繞組Pc的頻率的激勵(lì)，進(jìn)而將無刷雙饋電動(dòng)機(jī)由一組激勵(lì)源的異步運(yùn)行狀態(tài)拖入到兩組激勵(lì)源同時(shí)作用的同步運(yùn)行狀態(tài)；
E:當(dāng)電動(dòng)機(jī)進(jìn)入同步運(yùn)行模式后，控制變頻器逐漸減小輸出頻率，直到輸出直流激勵(lì)，此時(shí)無刷雙饋電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在自然同步速N，完成電動(dòng)機(jī)的軟啟動(dòng)。
[0009]優(yōu)選的，步驟A具體是斷開接觸器KM2和接觸器KM3，閉合接觸器KM1，檢測(cè)直流母線電壓，當(dāng)直流母線電壓達(dá)到預(yù)定范圍后，閉合接觸器KM2，來實(shí)現(xiàn)變頻器的軟啟動(dòng)。
[0010]優(yōu)選的，步驟B具體是控制全橋逆變電路VI的三相下橋臂VT2、VT4、VT6同時(shí)導(dǎo)通或者三相上橋臂VT1、VT3、VT5同時(shí)導(dǎo)通來短接控制繞組Pc。
[0011]優(yōu)選的，步驟C具體是利用閉合接觸器KM3來實(shí)現(xiàn)在定子功率繞組Pp接入工頻電源激勵(lì)。
[0012]本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明的無刷雙饋電動(dòng)機(jī)的異步啟動(dòng)結(jié)構(gòu)，通過在變頻器的整流電路VR設(shè)置有變頻器的軟啟動(dòng)電路，先利用變頻器的軟啟動(dòng)電路實(shí)現(xiàn)變頻器的軟啟動(dòng)，再將定子的控制繞組Pc短接，在定子功率繞組Pp接入工頻電源激勵(lì)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速逐漸增大；當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速且穩(wěn)定后，控制變頻器輸出與無刷雙饋電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的控制繞組Pc的頻率的激勵(lì)，進(jìn)而將無刷雙饋電動(dòng)機(jī)由一組激勵(lì)源的異步運(yùn)行狀態(tài)拖入到兩組激勵(lì)源同時(shí)作用的同步運(yùn)行狀態(tài)；當(dāng)電動(dòng)機(jī)進(jìn)入同步運(yùn)行模式后，控制變頻器逐漸減小輸出頻率，直到輸出直流激勵(lì)，此時(shí)無刷雙饋電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在自然同步速N，完成電動(dòng)機(jī)的軟啟動(dòng)，本發(fā)明的無刷雙饋電動(dòng)機(jī)的異步啟動(dòng)結(jié)構(gòu)采用該異步啟動(dòng)方法，可使得變頻器無需使用制動(dòng)電路，也無需利用頻敏變阻器(或可調(diào)電阻器)來降低啟動(dòng)電流，更無需使用啟動(dòng)電阻來短接控制繞組Pc，在硬件結(jié)構(gòu)上只需配置一個(gè)變頻器軟啟動(dòng)電路，配合該異步啟動(dòng)方法就可實(shí)現(xiàn)無刷雙饋電動(dòng)機(jī)的小電流、低成本的軟啟動(dòng)，無刷雙饋電動(dòng)機(jī)的異步啟動(dòng)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可縮減設(shè)備體積。
【附圖說明】
[0013]利用附圖對(duì)發(fā)明作進(jìn)一步說明，但附圖中的實(shí)施例不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)以下附圖獲得其它的附圖。
[0014]圖1是本發(fā)明的無刷雙饋電動(dòng)機(jī)的異步動(dòng)結(jié)構(gòu)的電路示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]結(jié)合以下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0016]本實(shí)施例的無刷雙饋電動(dòng)機(jī)的異步啟動(dòng)結(jié)構(gòu)，如圖1所示，包括變頻器，所述變頻器包括將三相交流電源整流輸出的整流電路VR、接于整流電路VR的輸出端的母線電容C、接于母線電容C的輸出端的三相全橋逆變電路VI，三相全橋逆變電路VI的輸出端接無刷雙饋電動(dòng)機(jī)的控制繞組Pc。
[0017]所述整流電路VR包括輸入接觸器KM1、軟啟動(dòng)電阻R、軟啟動(dòng)接觸器KM2、輸入電抗器L和三相全橋不控整流電路VR，三相交流電源依次接輸入接觸器KM1、軟啟動(dòng)接觸器KM2、輸入電抗器L和所述三相全橋不控整流電路VR，軟啟動(dòng)電阻R與軟啟動(dòng)接觸器KM2并聯(lián)，所述三相全橋不控整流電路VR的輸出端接所述母線電容C。
[0018]所述變頻器的輸出接無刷雙饋電動(dòng)機(jī)的控制繞組PC，無刷雙饋電動(dòng)機(jī)的功率繞組Pp通過接觸器KM3接至工頻電源。
[0019]以上的無刷雙饋電動(dòng)機(jī)的異步啟動(dòng)結(jié)構(gòu)的控制方法如下:
包括如下步驟:
A:斷開接觸器KM2和接觸器KM3，閉合接觸器KM1，檢測(cè)直流母線電壓，當(dāng)直流母線電壓達(dá)到預(yù)定范圍后，閉合接觸器KM2，從而實(shí)現(xiàn)變頻器的軟啟動(dòng)；
B:控制全橋逆變電路VI的三相下橋臂VT2、VT4、VT6同時(shí)導(dǎo)通來短接控制繞組Pc ；
C:閉合接觸器KM3來實(shí)現(xiàn)在定子功率繞組Pp接入工頻電源激勵(lì)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速逐漸增大；
D:當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速且穩(wěn)定后，控制變頻器輸出與無刷雙饋電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的