专利名称：同时对三相和双三相交流电动机进行实验的研究系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种实验的研究系统，特别是涉及一种同时对三相和双三相交流电动机进行实验的研究系统。
背景技术：
双三相电机系统比三相电机系统性能有明显的优势可以采用低压标准功率器件实现高压大功率处理能力；影响较大的空间谐波的次数增大，且幅值下降，转矩脉动下降；磁动势波形改善；提高电机效率；降低电机噪声；多相冗余结构的调速系统在系统级提高了可靠性。现有的双三相交流电机一般是将正常三相交流电机60°相带的绕组分拆成两个30°相带绕组，两套三相绕组在空间上互差30°空间电角度，工作时两套三相绕组馈入时间上互差30°相位的两组对称电源。为了对比研究，可以将两组三相绕组每相的两组绕组串联组成普通三相绕组，或者只对其中的一套三相绕组通电，使电机工作在只有一半绕组工作的单三相绕组工作状态。为了满足一台电机通过不同的接线方式，而分别工作在双三相电机状态、普通三相电机状态及单三相电机状态，实验研究时需要对电机进行不同的接线。现有方法一般是电机不同工况下进行线路的改接，一则比较麻烦，二则经常改接线容易对引接线及接线端子造成损坏，三则若不慎接错线还容易引起事故。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种同时对三相和双三相交流电动机进行实验的研究系统，其具有一次接线，无需改变线路而只通过交流接触器的通断即可满足在同一平台上进行双三相、普通三相及单三相交流电机的实验研究的特点。本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的一种同时对三相和双三相交流电动机进行实验的研究系统，其特征在于，其包括第一三相绕组、第二三相绕组、逆变器、第一三相交流接触器、第二三相交流接触器、第三三相交流接触器、第四三相交流接触器，第一三相绕组具有三个第一首端和三个第一尾端，第二三相绕组具有三个第二首端和三个第二尾端，第一三相绕组、第二三相绕组构成双三相交流电机的双三相绕组，第一三相交流接触器、第二三相交流接触器、第三三相交流接触器、第四三相交流接触器都具有常开主触点和常闭主触点，三个第一首端分别与三个第一尾端相连接，三个第一尾端与第二三相交流接触器的常闭主触点、第二三相交流接触器的常开主触点相连接，第一三相绕组的三个第一尾端串联第一三相交流接触器的常开主触点并串联第二三相交流接触器的常闭主触点；同时第一三相绕组的三个第一尾端通过第二三相交流接触器的常开主触点及第一三相交流接触器的常闭主触点、第四三相交流接触器的常闭主触点分别与第二三相绕组的三个第二首端相连接，第三三相交流接触器的常开主触点、第四三相交流接触器的常开主触点都与逆变器连接。优选地，所述第一三相绕组和第二三相绕组之间错开30°空间电角度。
优选地，所述双三相交流电机是双三相交流异步电动机或是双三相交流同步电动机。优选地，所述双三相同步电动机是双三相永磁同步电动机或是双三相电励磁同步电动机。优选地，所述第一三相交流接触器通电时，第一三相绕组也被接成了 Y型连接，这时若再使第三三相交流接触器、第四三相交流接触器同时通电，由逆变器向第一三相绕组和第二三相绕组馈入时间上相差30°电角度的三相电源，则电机工作于双三相电机状态。优选地，所述第三三相交流接触器或第四三相交流接触器通电，并且馈入一组三相对称电源，则电机工作于单三相电机状态。优选地，所述第一三相交流接触器不通电，而在第二三相交流接触器通电吸合后，再使第三三相交流接触器通电吸合，则电机变成了普通三相电机。本发明的积极进步效果在于本发明具有一次接线，无需改变线路而只通过交流接触器的通断即可满足在同一平台上进行双三相、普通三相及单三相交流电机的实验研究的特点，使用方便，不会对引接线及接线端子造成损坏和引起事故。
图1为本发明中双三相交流电动机定子绕组的示意图。图2为本发明中同时对三相和双三相交流电动机进行实验的研究系统的原理图。
图3为本发明中三相/双三相交流电动机控制回路的原理图。
具体实施例方式为了使本发明实现的技术手段、创造特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。本发明同时对三相和双三相交流电动机进行实验的研究系统包括双三相交流电机的双三相绕组(两套三相绕组)，双三相绕组之间错开30°空间电角度，空间排列关系如图1所示，定子两套三相绕组(第一三相绕组和第二三相绕组，第一三相绕组包括图中的三个第一首端ApB1X1，第二三相绕组包括图中的三个第二首端A2、B2、C2)之间错开30°空间电角度，每套三相绕组在空间上对称，即每相绕组匝数线规相同，每相绕组间隔120°空间电角度。在图2的三相/双三相交流电动机主回路接线示意图(即本发明同时对三相和双三相交流电动机进行实验的研究系统的原理图)中，本发明同时对三相和双三相交流电动机进行实验的研究系统除了包括第一三相绕组和第二三相绕组，还包括逆变器、第一三相交流接触器、第二三相交流接触器、第三三相交流接触器、第四三相交流接触器，第一三相绕组具有三个第一首端K、B1^ C1和三个第一尾端Xp Y1, Z1，第二三相绕组具有三个第二首端A2、B2、C2和三个第二尾端X2、Y2, Z2，第一三相交流接触器、第二三相交流接触器、第三三相交流接触器、第四三相交流接触器都具有常开主触点和常闭主触点，三个第一首端ApBpC1分别与三个第一尾端Xp Yp Z1相连接，三个第一尾端Xp Yp Z1与第二三相交流接触器的常闭主触点KM22、第二三相交流接触器的常开主触点KM21相连接，第一三相绕组的三个第一尾端Xp Yp Z1串联第一三相交流接触器的常开主触点KMll并串联第二三相交流接触器的常闭主触点KM22 ;同时第一三相绕组的三个第一尾端X1JpZ1通过第二三相交流接触器的常开主触点KM21及第一三相交流接触器的常闭主触点KM12、第四三相交流接触器的常闭主触点KM42分别与第二三相绕组的三个第二首端A2、B2, C2相连接，第三三相交流接触器的常开主触点KM31、第四三相交流接触器的常开主触点KM41都与逆变器连接。这样，当第一三相交流接触器通电时，第一三相绕组也被接成了 Y型连接，这时若再使第三三相交流接触器、第四三相交流接触器同时通电，由逆变器向第一三相绕组和第二三相绕组馈入时间上相差30°电角度的三相电源，则电机工作于双三相电机状态；或者，若只使第三三相交流接触器或第四三相交流接触器通电，并且馈入一组三相对称电源，则电机工作于单三相电机状态；再或者，在第一三相交流接触器不通电，而在第二三相交流接触器通电吸合后，再使第三三相交流接触器通电吸合，则电机变成了普通三相电机。在图3的三相/双三相交流电动机控制回路原理图中，采用第一按钮SB1、第二按钮SB2、第三按钮SB3、第四按钮SB4、第五按钮SB5、中间继电器等元件，中间继电器KA具有常开触点KAl和常闭触点KA2，第一三相交流接触器、第二三相交流接触器、第三三相交流接触器、第四三相交流接触器都还具有常开辅助触点和常闭辅助触点(比如第二三相交流接触器的常闭辅助触点KM222等)，若按下第三按钮SB3，则中间继电器KA的常开触点KAl吸合，第一三相交流接触器KM1、第三三相交流接触器KM3、第四三相交流接触器KM4得电，第一三相交流接触器的常开辅助触点KMl 11、第三三相交流接触器的常开辅助触点KM311、第四三相交流接触器的常开辅助触点KM411也吸合，第一三相交流接触器的常开主触点KMl1、第三三相交流接触器的常开主触点KM31、第四三相交流接触器的常开主触点KM41也吸合，系统运行于双三相电机状态，此时红色信号灯亮；若按下第五按钮SB5，第二三相交流接触器KM2、第三三相交流接触器KM3得电，第二三相交流接触器的常开辅助触点KM211、第三三相交流接触器的常开辅助触点KM311吸合，第三三相交流接触器的常开主触点KM31也吸合，系统运行于普通三相电机运行状态，此时绿色信号灯亮；若按下第二按钮SB2，第四三相交流接触器KM4得电，第四三相交流接触器的常开辅助触点KM411吸合，第四三相交流接触器的常开主触点KM41也吸合，系统运行于单三相电机运行状态，此时蓝色信号灯亮；若按下第四按钮SB4，第一三相交流接触器KMl和第三三相交流接触器KM3得电，第一三相交流接触器的常开辅助触点KMlll和第三三相交流接触器的常开辅助触点KM311吸合，第一三相交流接触器的常开主触点KMll和第三三相交流接触器的常开主触点KM31也吸合，系统运行于单三相电机运行状态，此时黄色信号灯亮。图1及图2所示的双三相交流电机都只给出了双三相定子绕组的示意图。本发明所称的双三相交流电机，既可以是双三相交流异步电动机，也可以是双三相交流同步电动机。当为双三相同步电动机时，可以是双三相永磁同步电动机，也可以是双三相电励磁同步电动机。以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求
1.一种同时对三相和双三相交流电动机进行实验的研究系统，其特征在于，其包括第一三相绕组、第二三相绕组、逆变器、第一三相交流接触器、第二三相交流接触器、第三三相交流接触器、第四三相交流接触器，第一三相绕组具有三个第一首端和三个第一尾端，第二三相绕组具有三个第二首端和三个第二尾端，第一三相绕组、第二三相绕组构成双三相交流电机的双三相绕组，第一三相交流接触器、第二三相交流接触器、第三三相交流接触器、第四三相交流接触器都具有常开主触点和常闭主触点，三个第一首端分别与三个第一尾端相连接，三个第一尾端与第二三相交流接触器的常闭主触点、第二三相交流接触器的常开主触点相连接，第一三相绕组的三个第一尾端串联第一三相交流接触器的常开主触点并串联第二三相交流接触器的常闭主触点；同时第一三相绕组的三个第一尾端通过第二三相交流接触器的常开主触点及第一三相交流接触器的常闭主触点、第四三相交流接触器的常闭主触点分别与第二三相绕组的三个第二首端相连接，第三三相交流接触器的常开主触点、第四三相交流接触器的常开主触点都与逆变器连接。
2 如权利要求1所述的同时对三相和双三相交流电动机进行实验的研究系统，其特征在于，所述第一三相绕组和第二三相绕组之间错开30°空间电角度。
3.如权利要求1所述的同时对三相和双三相交流电动机进行实验的研究系统，其特征在于，所述双二相交流电机是双二相交流异步电动机或是双二相交流同步电动机。
4 如权利要求3所述的同时对三相和双三相交流电动机进行实验的研究系统，其特征在于，所述双三相同步电动机是双三相永磁同步电动机或是双三相电励磁同步电动机。
5.如权利要求1所述的同时对三相和双三相交流电动机进行实验的研究系统，其特征在于，所述第一三相交流接触器通电时，第一三相绕组也被接成了 Y型连接，这时若再使第三三相交流接触器、第四三相交流接触器同时通电，由逆变器向第一三相绕组和第二三相绕组馈入时间上相差30°电角度的三相电源，则电机工作于双三相电机状态。
6.如权利要求1所述的同时对三相和双三相交流电动机进行实验的研究系统，其特征在于，所述第三三相交流接触器或第四三相交流接触器通电，并且馈入一组三相对称电源，则电机工作于单三相电机状态。
7.如权利要求1所述的同时对三相和双三相交流电动机进行实验的研究系统，其特征在于，所述第一三相交流接触器不通电，而在第二三相交流接触器通电吸合后，再使第三三相交流接触器通电吸合，则电机变成了普通三相电机。
全文摘要
本发明公开了一种同时对三相和双三相交流电动机进行实验的研究系统，其包括第一三相绕组等元件，第二三相绕组具有三个第二首端和三个第二尾端，第一三相绕组、第二三相绕组构成双三相交流电机的双三相绕组，第一三相交流接触器、第二三相交流接触器、第三三相交流接触器、第四三相交流接触器都具有常开主触点和常闭主触点，第一三相绕组的三个第一尾端串联第一三相交流接触器的常开主触点并串联第二三相交流接触器的常闭主触点。本发明具有一次接线，无需改变线路而只通过交流接触器的通断即可满足在同一平台上进行双三相、普通三相及单三相交流电机的实验研究的特点。
文档编号H02P25/18GK103036502SQ20121053249
公开日2013年4月10日 申请日期2012年12月11日 优先权日2012年12月11日
发明者王步来, 郭燚, 高响, 季文彪, 陈雪琴 申请人:上海海事大学