一种异步启动永磁同步电动机的启动结构设置及方法与流程

文档序号:11111602阅读:来源:国知局

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1.一种异步启动永磁同步电动机的启动结构设置及方法,包括异步启动永磁同步电动机主体和控制异步启动永磁同步电动机,按三步骤低电流启动运行的控制结构设置,其特征在于:所述的异步启动永磁同步电动机主体各相之间均设置有为两组独立存在的相绕组,共为6组,三相6组绕组以九根引出线(U1)、(U2)、(U3)、(V1)、(V2)、(V3)、(W1)、(W2)、(W3)引出异步启动永磁同步电动机外部,相绕组的九根引出线和控制系统成一组合设置主体,在控制系统的组合作用下,使异步启动永磁同步电动机形成三步骤启动结构方式,同时具有对应的不同结构设置的启动运行结构组合,所述的异步启动永磁同步电动机三步骤不同结构组合的启动运行结构方式是:第一步骤星形接法启动绕组图:(U)、(V)、(W)三相各设置有二组绕组,(U)相绕组(1)的头部是(U1),尾部是(U2),绕组(2)的头部是(U3),尾部是(O1),(V)相绕组(3)的头部是(V1),尾部是(V2),(V)相绕组(4)的头部是(V3),尾部是(O1),(W)相绕组(5)的头部是(W1),尾部是(W2),(W)相绕组(6)的头部是(W3),尾部是(O1),在控制器作用下,绕组(1)的头部(U1)和三相电源(U)相相接,绕组(1)的尾部(U2)和绕组(2)的头部(U3)相接,绕组(2)的尾部为(O1)点,绕组(3)的头部(V1)和三相电源(V)相相接,尾部(V2)和绕组(4)的头部(V3)相接,尾部接口为(O1)点;绕组(5)的头部(W1)和三相电源(W)相相接,绕组(5)的尾部(W2)和绕组(6)的头部(W3)相接,尾部为(O1)点,(O1)点为绕组(2)、(4)、(6)的尾部,形成公共连接点,组合成一种高相电阻多匝数的星形接法启动结构,(U)相绕组匝数为绕组(1)加绕组(2)匝数,(V)相绕组匝数为绕组(3)加绕组(4)匝数,(W)相绕组匝数为绕组(5)加绕组(6)匝数,该结构方式组合实现了异步启动永磁同步电动机的低电流相绕组大电阻的星形绕组启动方式的第一步骤,启动的第二步骤结构方式为双星形接法运行绕组:绕组(1)的头部(U1)和绕组(2)的头部(U3)相接,外接三相电源(U)相,绕组(1)的尾部(U2)和(O2)相接,绕组(2)的尾部为(O1);绕组(3)的头部(V1)和绕组(4)的头部(V3)相接,外接三相电源(V)相,绕组(3)的尾部(V2)和(O2)相接,绕组(4)的尾部为(O1);绕组(5)的头部(W1)和绕组(6)的头部(W3)相接,外接三相电源(W)相,绕组(5)的尾部(W2)和(O2)相接,绕组(6)的尾部为O1,(O1)、(O2)点为公共连接点,这组组合形成一组少匝数低电阻的双星形绕组组合启动结构,其每相绕组匝数是第一步骤相绕组匝数的一半,而绕组截面积是第一步骤启动方式截面积的二倍,启动的第三步骤的三相绕组结构方式、接法和启动的第二步骤相同,该步骤为异步启动永磁同步电动机的低电流启动的延续步骤,是异步启动永磁同步电动机从异步和同步切换步骤,也就是从启动向运行的切换。

2.根据权利要求1所述的一种异步启动永磁同步电动机的启动结构设置及方法,其特征在于:所述的异步启动永磁同步电动机控制系统结构是由电源开关(QF)、时间继电器(KT)、继电器(KM1)、(KM2)、(KM3)、(KM4),开机按扭(SB2)、停机按扭(SB1)、保险装置(FU)和一种特制的有九根绕组引出线端的异步启动永磁同步电动机组合设置而成的,图3为控制系统,三相电源(W)、(V)、(U)和电源开关(QF)进电方相接,出电方(QFW)、(QFV)、(QFU)和继电器(KM1)的进电方(A)、(B)、(C)相接,在电源开关(QF)和继电器(KM1)中间,电路(V)相由接点(18)和停机按钮(SB1)进电方相接,停机按钮(SB1)的出电方和接点(20)相接,同时分别和开机按钮(SB2)的进电方、继电器(KM1)的自锁触头(6)的进电方相接,开机按钮(SB2)的出电方连接接点(21),继电器(KM1)自锁触头(6)的出电方连接接点(22),接点(21)和接点(22)相连接,继电器(KM1)的线圈(13)的进电方连接接点(21),继电器(KM1)的线圈(13)的出电方连接接点(26),继电器(KM3)的常闭点(11)的进电方连接接点(22),出电方和继电器(KM4)的常闭点(12)的进电方相连接,继电器(KM4)的常闭点(12)的出电方和接点(23)相接,继电器(KM2)的常闭点(9)的进电方和接点(22)相接,继电器(KM2)的常闭点(9)的出电方和接点(24)相接,时间继电器(KT)常闭点(7)的进电方和接点(23)相连接,时间继电器(KT)的常闭点(7)的出电方和继电器(KM2)的线圈(14)的进电方相连接,继电器(KM2)的线圈(14)的出电方和接点(26)相连接,时间继电器(KT)的线圈(17)的进电方和接点(23)相连接,时间继电器(KT)的线圈(17)的出电方和接点(26)相连接,时间继电器(KT)的常开点(8)的进电方和接点(24)相连接,时间继电器(KT)的常开点(8)的出电方和接点(25)相连接,继电器(KM3)的常开点(10)的进电方和接点(24)相连接,继电器(KM3)的常开点(10)的出电方和接点(25)相连接,继电器(KM3)的线圈(15)的进电方和接点(25)相连接,继电器(KM3)的线圈(15)的出电方和接点(26)相连接,继电器(KM4)的线圈(16)的进电方和接点(25)相连接,继电器(KM4)的线圈(16)的出电方和接点(26)相连接,保险装置(FU)的出电方和(U)相相接于接点(19),保险装置(FU)的进电方和接点(26)相连接,继电器(KM1)的进电方(A)、(B)、(C)三相电源和电源开关(QF)的出电方三相电源(QFU)、(QFV)、(QFW)相对应连接,继电器(KM1)的出电方三相电源(KM1U1)、(KM1V1)、(KM1W1)分别和接点(27)、(28)、(29)相对应连接,异步启动永磁同步电机的三相电源引出线(U1)、(V1)、(W1)分别和接点(27)、(28)、(29)对应连接,继电器(KM3)的进电方三相电源(a)、(b)、(c)分别和接点(27)、(28)、(29)相接,继电器(KM3)的出电方(KM3U3)、(KM3V3)、(KM3W3)的分别和接点(33)、(34)、(35)对应连接,异步启动永磁同步电动机的引出线(U3)、(V3)、(W3) 和接点(33)、(34)、(35)对应连接,继电器(KM2)的(KM2U3)、(KM2V3)、(KM2W3)分别和接点(33)、(34)、(35)对应连接,继电器(KM2)的三相电源(KM2Wa)、(KM2Vb)、(KM2Uc)分别和接点(30)、(31)、(32)对应连接,继电器(KM4)的三相电源(KM4U2)、(KM4V2)、(KM4W2)分别和接点(30)、(31)、(32)对应连接,继电器(KM4)的三相出电端连接于(O2)点,且三相相接,异步启动永磁同步电机的三根引出线(W2)、(V2)、(U2)和接点(30)、(31)、(32)对应连接,所述的异步启动永磁同步电动机控制系统驱动三步骤:第一步骤为低电流多匝数星形绕组的启动结构组合设置;第二步骤为切换高转矩少匝数星形绕组的启动结构组合设置;第三步骤为额定点工作电流同步运转速度的异步自切换同步运行的启动——运行结构设置,其组合结构设置和第二步骤结构设置相同。

3.根据权利要求1所述的一种异步启动永磁同步电动机的启动结构设置及方法,其特征在于:所述的异步启动永磁同步电动机三步骤星形绕组接法异步启动永磁同步电动机的低电流转速平稳升速的启动运行方法,启动第一步骤电机绕组采用星形接法启动绕组,星形相绕组匝数为运行时星形接法相绕组匝数的一倍,启动时星形接法相绕组截面积为运行时星形接法相绕组的一半,当转速达到200~300转时,在控制系统的作用下,异步启动永磁同步电机工作绕组切换到第二步骤状态——星形接法运行绕组,星形接法启动相绕组匝数为第一步骤星形接法相绕组的一半,而星形接法相绕组截面积为第一步骤星形接法相绕组截面积的一倍,此时工作阶段转速平稳上升,启动力矩加大,当转速上升致同步转速的93~96%,力矩大于异步启动永磁同步电动机设计额定工作力矩时,则进入第三步骤自动切换到同步运行步骤,实现低电流启动,高效运行,达到体积小成本低的目的,其具体工作控制步骤如下:启动时,电源开关(QF)闭合,按下开机按扭(SB2),继电器(KM1)线圈(13)、继电器(KM2)线圈(14)、时间继电器(KT)线圈(17)通电,(KM1)自锁触头(6)闭合,松开(SB2),此时继电器(KM1)总触头闭合,(A)和(KM1U1)、(B)和(KMIV1)、(C)和(KM1W1)导通,继电器(KM2)主触头闭合,(KM2Ua)和(KM2U3)导通,(KM2Vb)和(KM2V3)导通,(KM2Wc)和(KM2W3)导通,形成星形接法启动绕组组合结构驱动异步启动永磁同步电动机启动,实现了第一步骤——低电流启动;在延时继电器(KT)线圈(17)导通后,时间继电器(KT)的常闭点(7)延时分断,继电器(KM2)线圈(14)失电断开,继电器(KM2)常闭点(9)则闭合,时间继电器(KT)的常开点(8)延时闭合,继电器(KM3)、(KM4)线圈(15)和(16)导通,继电器(KM3)常开点(10)闭合,此时主电路上继电器(KM1)、(KM3)、(KM4)工作,其对应的主触头均闭合,继电器(KM3)的常闭点(11)、继电器(KM4)的常闭点(12)均断开,继电器(KM2)的线圈(14)断电不工作,对应的主触头断开,时间继电器(KT)的线圈(17)断电,继电器完成工作,异步启动永磁同步电动机按双星形接法运行图状况工作,主电路上继电器(KM1)工作主触头闭合,电机绕组引出线(U1)、(V1)、(W1)获得三相电源,继电器(KM3)主触头闭合,(a)和(KM3U3)导通,(b)和(KM3V3)导通,(c)和(KM3W3)导通,继电器(KM4)主触头闭合,(KM4U2)、(KM4V2)、(KM4W2)的公共点(O2)导通,异步启动永磁同步电动机进入异步运行绕组工作状况,此状态切入瞬间,异步启动永磁电动机还是处于启动工作状态,只是由于此时相绕组匝数相对于切换前星形接法启动绕组工作状况下减少一半,绕组导线截面积增加一倍,此时异步启动永磁电动机扭力急增,转速也瞬间提高,完成了启动的第二步骤,当转速达同步转速的93%~96%时,转矩大于额定工作点转矩时,自动切换到永磁同步工作,实现了异步启动永磁同步电动机的正常运行,本发明的电机从启动到运行为三步骤:第一步骤为星形绕组多匝数异步低电流启动的结构设置,当转速达到200~400转时,进入第二步骤采用切换绕组方式进入星形绕组异步高转矩的启动,当转速达到同步额定转速93~96%,转矩大于额定转矩时,则进入第三步骤,异步向同步自动切换同步运行,实现异步启动永磁同步电动机的低电流启动平衡升速高效运行的效果。

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