专利名称：一种绕线式异步电动机四象限运行的转子变频、分级电阻双调速系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电机调速技术领域，特别涉及绕线式异步电动机四象限运行的转子变频、分级电阻双调速系统。
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背景技术：
目前国内外的矿井提升机许多使用串电阻调速系统，虽然其控制方式简单、初期设备投资小，但是一般电阻上消耗的功率约为电动机输出功率的2(Γ30%，技术性能差，运行效率低。串电阻调速系统控制电机在一、四象限运行为主，罕见有能够在交流异步电动机中完成四象限都能稳定、准确、快速的调速控制系统。四象限运行的电机在2、3象限运行时能够对电网进行回馈制动，即对电网进行能量反馈(类似发电机效果)，这种方式直接减少了系统的电能损耗，并且增加了电机在2、3象限运行的稳定性，提高了节电率。
3.
实用新型内容现有的串电阻调速系统系统控制电机在一、四象限运行为主，电机在第一象限运行时电机处于电动状态，电机在第四象限时电机处于反接制动状态，其能量只能单向流动，不能回馈电网。为了减少系统电能损耗，使能量双向流动，本实用新型提供了一种绕线式异步电动机四象限运行的转子变频分级电机双调速系统。本实用新型的绕线式异步电机四象限运行的矿井提升机转子变频调速系统主要包括:·[0006]绕线式电动机(I)换向器单元(2)定子星形闭合单元(3)固态电阻调速器单元(4)降压变压器单元(5)转子变频调速单元(6)如上所述，更进一步说明:换向器单元⑵由一对互锁的接触器KMl和ΚΜΓ组成，连接在电机定子侧，实现电机的正反转。定子星形闭合单元(3)由接触器ΚΜ2组成，按照星形接法连接在电机定子侧，实现电机定子封星。固态电阻调速器单元⑷由3组电阻(RQ 3，RQ 2，RQ I)和4个接触器(KMR, KMRl, KMR2, KMR3)组成，连接于电机转子侧。通过控制接触器投切不同的电阻串联在转子回路实现调速功能。降压变压器单元(5)由星三角降压变压器组成。[0017]转子变频调速单元(6)包括:依次连接于电机转子的的三相双向晶闸管组VT01-VT03 (6-1)、滤波电抗器L1-L3 (6-2)、逆变(整流)模块(6_3)、稳压模块(6_4)、整流(逆变)模块(6-5);滤波电抗器L4-L6(6-6)、连接于降压变压器低压侧的三相双向晶闸管组 VT04-VT06 (6-7)三相双向晶闸管组VT01-VT03(6_1)由3支双向晶闸管组成；滤波电抗器Ll-L3(6_2)由三台滤波电抗器组成；逆变(整流)单元(6-3)由6支带反并联二极管的IGBT模块组成；稳压模块￠-4)由电容C组成；滤波电抗器L4-L6 (6-6)由三台滤波电抗器组成；三相双向晶闸管组VT04-VT06 (6-7 )由3支双向晶闸管组成。
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图1为本实用新型原理图。
5.具体实施方式
为使本实用新 型的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本实用新型进一步详细说明。目前的矿井提升机调速系统一般是由图1中的绕线式异步电机(I)、换向单元(2)和固态电阻调速单元(4)组成，通过换向单元(2)实现电机的正反转，通过固态电阻调速单元(4)串入转子回路电阻的大小来控制电机的转速，从而实现调速。本实用新型转子变频、分级电阻双调速系统在现有的矿井提升机调速系统下增加定子星形闭合单元(2)、转子变频调速单元(6)和降压变压器单元(5)，形成绕线式异步电机四象限运行的转子变频分级电阻双调速系统。本实用新型绕线式异步电机四象限运行的转子变频、分级电阻双调速系统工作原理是，当转子变频调速单元发成故障时，此时由换向单元(2)、绕线式异步电机(I)和固态电阻调速单元(4)组成转子串电阻调速系统。当电机工作在正向电动时，KMl吸合电机正转，转子电路串联电阻R Ω后，使转子电流I2’减小，转矩T也相应减小，电动机减速，转差率s将增加到Sl，SE2将增加到S1E2, I2及一直增加到负载转矩Tz时，电动机达到新的平衡状态，电动机以对应于Si的转速带负载稳定运行。当电机反向电动时，ΚΜΓ吸合电机反转，其调速方式同电机正转调速。当电机处于制动时，其发电产生的能量消耗在转子串联电阻上。当转子变频调速单元正常时，此时由定子星形闭合单元(3)、绕线式异步电机
(I)、转子变频调速单元(6)和降压变压器单元(5)组成绕线式异步电动机四象限运行的转子变频调速系统。当电机工作在正向电动时，转子侧电流的流动方向:电源电压[I 降压变压器(5) 1=> 三相双向晶闸管组(6-7)
滤波电抗器L4-L6 (6-6)整流模块(6-5)稳压模块(6-4)1=>
逆变模块(6-3)[> 滤波电抗器Ll-L3(6-2) 1=>三相双向晶闸管组(6-1) 1=>绕线式异步电机转子(I)首先将6-10KV的三相电源电压通过降压变压器降到所需的电压等级，再将降压后的三相电压进行滤波、整流、稳压、逆变、滤波输入到绕线式异步电机的转子上，通过转子电流形成旋转的主磁场，转子绕组被这种旋转磁场切割，转子绕组上会产生感应电动势，绕组在旋转磁场中，并载有由感应作用所产生的电流，这样绕组必然会受到电磁力，使电机的转子旋转。该系统的启动过程为:断路器QS闭合，然后控制定子封星单元KM2吸合，然后控制三相双向晶闸管组(6-7)和三相双向晶闸管组(6-1)导通，此时转子变频单元开始对降压后的电压进行滤波、整流、稳压、逆变、滤波输入到绕线式异步电机的转子上，使电机开始旋转。通过控制整流、逆变模块使电机得到不同的转子电压，从而实现电机调速。通过控制整流的模块的触发信号，使三相电源的换相，实现电机的反相电动。当电机处于制动状态的时，其电流流动方向为绕线式异步电机转子(I) ^=>三相双向晶闸管组(6-1) 匸> 滤波电抗 器
Ll-L3(6-2) 1=> 整流模块(6-3) 1=^> 稳压模块(6-4) 1=>整流模 块(6-5 )
滤波电抗器L4-L6(6-6)[> 三相双向晶闸管组(6-7) 1=^> 降
压
变压器(5)丨———〉电源电压电机处于制动状态的时候(相当于发电机)，电机产生的电压通过滤波、整流、稳压、逆变、滤波和变压把能量反馈回电网，减少了系统的电能损耗，提高了节电率。本实用新型所述装置不仅可用于电机调速技术，也可被用于其他可以适用的地方，应当指出，以上所述仅是本实用新型的优选实施方法，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和变化，这些改进和变化也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种绕线式异步电动机四象限运行的转子变频分级电机双调速系统，其特征在于: 所述系统包括: 绕线式电动机(I); 换向器单元⑵； 定子星形闭合单元(3)； 固态电阻调速器单元(4)； 降压变压器单元(5)； 转子变频调速单元(6)； 其中， 绕线式电动机(I)的三个转子在一个方向顺序连接定子星形闭合单元(3)和换向器单元(2)，继而与6/10KV的三相电源连接； 绕线式电动机(I)的另外三个转子在另一个方向顺序连接固态电阻调速器单元(4)和转子变频调速单元(6)； 降压变压器单元(5)的一端与6/10KV的三相电源连接，另一端连接转子变频调速单元(6)。
2.如权利要求1中所述的系统，其特征在于:· 换向器单元⑵由一对互锁的接触器KMl和ΚΜΓ组成，连接在电机定子侧，实现电机的正反转。
3.如权利要求2中所述的系统，其特征在于: 定子星形闭合单元(3)由接触器KM2组成，按照星形接法连接在电机定子侧，实现电机定子封星。
4.如权利要求3中所述的系统，其特征在于: 固态电阻调速器单元⑷由3组电阻(RQ 3，RQ 2，RQ I)和4个接触器(KMR, KMRl, KMR2, KMR3)组成，连接于电机转子侧，通过控制接触器投切不同的电阻串联在转子回路实现调速功能。
5.如权利要求4中所述的系统，其特征在于: 降压变压器单元(5)由星三角降压变压器组成。
6.如权利要求5中所述的系统，其特征在于: 转子变频调速单元(6)包括:依次连接于电机转子的的三相双向晶闸管组VT01-VT03 (6-1)、滤波电抗器L1-L3 (6-2)、逆变(整流)模块(6_3)、稳压模块(6_4)、整流(逆变)模块(6-5);滤波电抗器L4-L6(6-6)、连接于降压变压器低压侧的三相双向晶闸管组 VT04-VT06 (6-7)。
7.如权利要求6中所述的系统，其特征在于: 三相双向晶闸管组VT01-VT03 (6-1)由3支双向晶闸管组成； 滤波电抗器Ll-L3(6-2)由三台滤波电抗器组成； 逆变(整流)单元(6-3)由6支带反并联二极管的IGBT模块组成； 稳压模块(6-4)由电容C组成； 滤波电抗器L4-L6(6-6)由三台滤波电抗器组成； 三相双向晶闸管组VT04-VT06 (6-7 )由3支双向晶闸管组成。
专利摘要本实用新型公开了一种绕线式异步电动机四象限运行的转子变频、分级电机双调速系统。本实用新型的绕线式异步电机四象限运行的矿井提升机转子变频调速系统主要包括绕线式电动机(1)，换向器单元(2)，定子星形闭合单元(3)，固态电阻调速器单元(4)，降压变压器单元(5)，转子变频调速单元(6)。本实用新型减少系统电能损耗，使能量双向流动，滤波和变压把能量反馈回电网，减少了系统的电能损耗，提高了节电率。
文档编号H02P25/02GK203135788SQ20132002995
公开日2013年8月14日 申请日期2013年1月21日 优先权日2013年1月21日
发明者黄中军, 范月明, 唐川 申请人:四川极度电控系统制造有限责任公司