一種無源驅(qū)動(dòng)變勵(lì)電機(jī)節(jié)能系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型一種無源驅(qū)動(dòng)變勵(lì)電機(jī)節(jié)能系統(tǒng)，涉及電機(jī)拖動(dòng)節(jié)能領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)是日常生活、工業(yè)生產(chǎn)和交通運(yùn)輸?shù)鹊闹饕?qū)動(dòng)方式。占有全球70%以上的能源消耗。電機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)備的設(shè)計(jì)制造，多數(shù)是按照系統(tǒng)最大負(fù)載工況設(shè)計(jì)確定功率的。但實(shí)際使用中，電動(dòng)機(jī)往往工作在額定負(fù)載以下，在最大負(fù)載工況下并不常用。電動(dòng)機(jī)損耗一般包括銅損、鐵損、機(jī)械損耗和雜散損耗(附加損耗)四個(gè)部分。電動(dòng)機(jī)工作效率的高低取決于電機(jī)工作過程中各種損耗的大小。在空載或輕負(fù)荷時(shí)，電動(dòng)機(jī)工作效率往往只有20%~30%，電動(dòng)機(jī)工作在額定負(fù)載工況時(shí)其效率最高，可達(dá)75%~92%。所以，按常規(guī)確定的電動(dòng)機(jī)，實(shí)際工況中往往運(yùn)行于較低效率狀態(tài)。造成能量的機(jī)電轉(zhuǎn)換效率低下，導(dǎo)致能源的浪費(fèi)；此外，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中還存在制動(dòng)和倒拖。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種無源驅(qū)動(dòng)變勵(lì)電機(jī)節(jié)能系統(tǒng)，過合理匹配電動(dòng)機(jī)功率，提高電動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)運(yùn)行效率；回收、儲(chǔ)存、并再利用制動(dòng)和倒拖的再生能量，作為變勵(lì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)源，適時(shí)加載并與原驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)共同驅(qū)動(dòng)，達(dá)到降低能耗的目的。
[0004]本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為:一種無源驅(qū)動(dòng)變勵(lì)電機(jī)節(jié)能系統(tǒng)，包括變勵(lì)電機(jī)，變勵(lì)電機(jī)由直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的定子繞組上疊加一對(duì)變勵(lì)繞組、或者增加一對(duì)變勵(lì)繞組磁極構(gòu)成，變勵(lì)電機(jī)的電樞兩端通過恒流充電裝置并聯(lián)連接儲(chǔ)能裝置，變勵(lì)電機(jī)的他勵(lì)繞組連接有勵(lì)磁控制裝置。
[0005]儲(chǔ)能裝置與變勵(lì)電機(jī)之間通過軟啟動(dòng)裝置或者接觸器連接。所述軟啟動(dòng)裝置、勵(lì)磁控制裝置分別包括大功率IGBT管。儲(chǔ)能裝置由電容或者蓄電池連接構(gòu)成。
[0006]一種無源驅(qū)動(dòng)變勵(lì)電機(jī)的電機(jī)拖動(dòng)方法，在運(yùn)行過程中，依據(jù)負(fù)載特性，變換勵(lì)磁方式:拖動(dòng)時(shí)為純串勵(lì)，拖動(dòng)時(shí)利用直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的特性，實(shí)現(xiàn)變勵(lì)電機(jī)與原驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)同步運(yùn)行；倒拖時(shí)為純他勵(lì)，倒拖時(shí)在變勵(lì)繞組的作用下，變勵(lì)電機(jī)為純他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)再生制動(dòng)。當(dāng)負(fù)載倒拖時(shí)，變勵(lì)電機(jī)給儲(chǔ)能裝置充電。勵(lì)磁控制裝置用于變勵(lì)電機(jī)倒拖時(shí)的無級(jí)調(diào)速。
[0007]本實(shí)用新型一種無源驅(qū)動(dòng)變勵(lì)電機(jī)節(jié)能系統(tǒng)，倒拖時(shí)變勵(lì)電機(jī)可作獨(dú)立的發(fā)電機(jī)，回收再生能量，并存儲(chǔ)于系統(tǒng)獨(dú)立的儲(chǔ)能裝置中。拖動(dòng)時(shí)該系統(tǒng)由儲(chǔ)能裝置驅(qū)動(dòng)，且其力矩方向與原驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)相同，通過同一輸出軸將扭矩合并復(fù)合輸出，達(dá)到降低使用能耗的目的。
[0008]本實(shí)用新型將無源變勵(lì)電機(jī)作為獨(dú)立單元，可靈活的與任何一種形式的交、直流電動(dòng)機(jī)機(jī)械連接，原驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制方式不變、也可做適當(dāng)調(diào)整。變勵(lì)電機(jī)由獨(dú)立的儲(chǔ)能裝置供電，無需外接電網(wǎng)供電，變勵(lì)電機(jī)倒拖時(shí)實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)功能，給獨(dú)立的儲(chǔ)能裝置充電。
【附圖說明】
[0009]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明:
[0010]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2為本實(shí)用新型的勵(lì)磁控制裝置結(jié)構(gòu)框圖；
[0012]圖3為本實(shí)用新型的儲(chǔ)能裝置的恒流充電裝置原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]如圖1所示，一種無源驅(qū)動(dòng)變勵(lì)電機(jī)節(jié)能系統(tǒng)，包括變勵(lì)電機(jī)2，變勵(lì)電機(jī)2由直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的定子鐵芯上加繞他勵(lì)繞組，電機(jī)工作過程中定子鐵芯可按拖動(dòng)要求接成串勵(lì)或他勵(lì)即可變勵(lì)。通過疊加一對(duì)變勵(lì)繞組1、或者單獨(dú)增加一對(duì)他勵(lì)繞組磁極來實(shí)現(xiàn)，電機(jī)具備獨(dú)立的串勵(lì)繞組和他勵(lì)繞組磁極。變勵(lì)電機(jī)2的電樞兩端通過恒流充電裝置3并聯(lián)連接儲(chǔ)能裝置4，變勵(lì)電機(jī)2的他勵(lì)繞組連接有勵(lì)磁控制裝置7。儲(chǔ)能裝置4與變勵(lì)電機(jī)2之間通過軟啟動(dòng)裝置5或者接觸器6連接。通過脈寬調(diào)制方式實(shí)現(xiàn)變勵(lì)電機(jī)2的調(diào)速控制。在小功率或?qū)φ{(diào)速要求不高的情況下，也可用接觸器6直接控制。所述軟啟動(dòng)裝置5、勵(lì)磁控制裝置7分別包括大功率IGBT管，均由大功率IGBT管組成調(diào)節(jié)輸出單元，采用脈寬調(diào)制方式改變IGBT管的導(dǎo)通率(占空比)調(diào)節(jié)輸出電流和電壓。儲(chǔ)能裝置4由電容或蓄電池組成。
[0014]一種無源驅(qū)動(dòng)變勵(lì)電機(jī)的電機(jī)拖動(dòng)方法，在運(yùn)行過程中，依據(jù)電機(jī)是拖動(dòng)負(fù)載還是被負(fù)載倒拖，變換勵(lì)磁方式:拖動(dòng)時(shí)為純串勵(lì)，拖動(dòng)時(shí)利用直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的特性，實(shí)現(xiàn)變勵(lì)電機(jī)2與原驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)同步運(yùn)行。倒拖時(shí)為純他勵(lì)，倒拖時(shí)在變勵(lì)繞組I的作用下，變勵(lì)電機(jī)2為純他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)再生制動(dòng)。當(dāng)負(fù)載倒拖時(shí)，變勵(lì)電機(jī)2給儲(chǔ)能裝置4充電。勵(lì)磁控制裝置7用于變勵(lì)電機(jī)2倒拖時(shí)的無級(jí)調(diào)速。
[0015]圖2為勵(lì)磁控制裝置7的原理框圖:控制器由一開關(guān)信號(hào)給入工作信號(hào)，其脈寬發(fā)生器開始工作，接入輸入電位器可調(diào)節(jié)脈沖寬度。經(jīng)光電隔離接入IGBT1，光電隔離可有效隔離主電路干擾。調(diào)節(jié)控制器脈沖寬度即可調(diào)節(jié)IGBTl占空比，接點(diǎn)輸出+和接點(diǎn)輸出-聯(lián)接電動(dòng)機(jī)他勵(lì)繞組，加在他勵(lì)繞組上的電壓就可隨IGBTl占空比變化，達(dá)到調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流地目地。勵(lì)磁控制裝置還設(shè)有過壓和過流以及高反壓(峰壓)保護(hù)電路。
[0016]圖3為儲(chǔ)能裝置4的恒流充電裝置原理框圖:控制器由一開關(guān)信號(hào)當(dāng)負(fù)載下降時(shí)給入工作信號(hào)，其脈寬發(fā)生器開始工作，由輸入電位器設(shè)定脈沖寬度，經(jīng)光電隔離接入IGBT2，光電隔離可有效隔離主電路干擾。調(diào)節(jié)控制器脈沖寬度即可調(diào)節(jié)IGBT2占空比，接點(diǎn)輸出+和接點(diǎn)輸出-聯(lián)接儲(chǔ)能裝置4，設(shè)定脈沖寬度，即設(shè)定了充電電流的大小。通過電流撿測(cè)組成閉環(huán)保正恒流充電。過電壓撿測(cè)防止儲(chǔ)能裝置4因過充影響使用壽命。
[0017]直流電動(dòng)機(jī)有三種結(jié)構(gòu)型式:即直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)、直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)、直流復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)，其中直流復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)是直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)增加一個(gè)加強(qiáng)起動(dòng)能力的串勵(lì)繞組，其他勵(lì)和串勵(lì)繞組是同時(shí)工作不可分開的。由變勵(lì)繞組組成的直流電動(dòng)機(jī)具備兩種獨(dú)立磁極，串勵(lì)繞組和他勵(lì)繞組均可獨(dú)立工作。直流電動(dòng)機(jī)可改變勵(lì)磁方式(變勵(lì))改變工作模式。
[0018]本實(shí)用新型的原驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)是指常規(guī)設(shè)計(jì)的機(jī)械主驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種無源驅(qū)動(dòng)變勵(lì)電機(jī)節(jié)能系統(tǒng)，包括變勵(lì)電機(jī)(2)，變勵(lì)電機(jī)(2)由直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的定子繞組上疊加一對(duì)變勵(lì)繞組(1)、或者增加一對(duì)變勵(lì)繞組磁極構(gòu)成，其特征在于，變勵(lì)電機(jī)(2)的電樞兩端通過恒流充電裝置(3)并聯(lián)連接儲(chǔ)能裝置(4)，變勵(lì)電機(jī)(2)的他勵(lì)繞組連接有勵(lì)磁控制裝置(J)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種無源驅(qū)動(dòng)變勵(lì)電機(jī)節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于，儲(chǔ)能裝置(4)與變勵(lì)電機(jī)(2)之間通過軟啟動(dòng)裝置(5)或者接觸器(6)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種無源驅(qū)動(dòng)變勵(lì)電機(jī)節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于，所述軟啟動(dòng)裝置(5)包括大功率IGBT管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種無源驅(qū)動(dòng)變勵(lì)電機(jī)節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于，所述勵(lì)磁控制裝置(7)包括大功率IGBT管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種無源驅(qū)動(dòng)變勵(lì)電機(jī)節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于，儲(chǔ)能裝置(4)由電容或者蓄電池連接構(gòu)成。
【專利摘要】一種無源驅(qū)動(dòng)變勵(lì)電機(jī)節(jié)能系統(tǒng)，包括變勵(lì)電機(jī)，變勵(lì)電機(jī)由直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的定子繞組上疊加一對(duì)變勵(lì)繞組、或者增加一對(duì)變勵(lì)繞組磁極構(gòu)成，變勵(lì)電機(jī)的電樞兩端通過恒流充電裝置并聯(lián)連接儲(chǔ)能裝置，變勵(lì)電機(jī)的他勵(lì)繞組連接有勵(lì)磁控制裝置。本實(shí)用新型一種無源驅(qū)動(dòng)變勵(lì)電機(jī)節(jié)能系統(tǒng)，過合理匹配電動(dòng)機(jī)功率，提高電動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)運(yùn)行效率；回收、儲(chǔ)存、并再利用制動(dòng)和倒拖的再生能量，作為變勵(lì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)源，適時(shí)加載并與原驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)共同驅(qū)動(dòng)，達(dá)到降低能耗的目的。
【IPC分類】H02J7-00, H02P7-00, H02P7-28, H02P3-14
【公開號(hào)】CN204481726
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520236615
【發(fā)明人】陳永安, 胡玲華, 王既盈
【申請(qǐng)人】陳永安, 胡玲華, 王既盈
【公開日】2015年7月15日
【申請(qǐng)日】2015年4月20日