绕组式永磁调速装置及其系统的制作方法

本实用新型属于电动机技术领域，特别涉及一种绕组式永磁调速装置及其系统。

背景技术：

绕组式永磁调速装置一般应用于风机、泵类等负载，该负载具有如下特性：流量变化与转速变换成正比，压力变化与转速变化的平方成正比，功率变化与转速变化的立方成正比。基于前述特性，绕组式永磁调速装置的转差功率与转速有关系。为了达到节电的效果，将绕组式永磁调速装置的转差功率反馈到电动机端以向电动机提供电能。

现有技术中，参见图1，绕组式永磁调速装置的转差功率经调整后变为与电动机额定电压和频率相同的电能，然后通过电缆输入到调速装置线缆转接柜(或称调速装置线缆柜)，电网的电能通过高压开关柜输入到调速装置线缆转接柜，调速装置线缆转接柜接收两部分电能：电网的电能和绕组式永磁调速装置的反馈电能作为电动机的供电电能。由于采用了调速装置线缆转接柜，使流经高压开关柜的微机综保的电流并非电动机运行的实际电流，此时微机综保电流＝电动机实际电流-调速装置反馈电流。而微机综保采集的电流是电动机主保护的重要参数，该电流通过设置在高压开关柜的真空断路器的下口的电流互感器采集，大部分保护都是基于该电流值为基准，因此会使得采集的数据变小，严重影响保护功能的实现和电动机的运行安全。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型一方面提供了一种绕组式永磁调速装置，其包括：调速装置本体，所述调速装置本体的主动轴与电动机的输出轴传动连接，所述调速装置本体的从动轴与负载的输入轴传动连接；和调速装置控制柜，所述调速装置控制柜的输入端与所述调速装置本体的线圈绕组通过感应电流引出机构电连接，所述调速装置控制柜的输出端与高压开关柜的真空断路器的下口电连接；其中，所述高压开关柜的真空断路器的上口与电网电连接，所述高压开关柜的真空断路器的下口还与所述电动机电连接；所述高压开关柜的真空断路器的下口设置有电流互感器，所述电流互感器的测量值作为所述高压开关柜的微机综保电流的电流值。

在如上所述的绕组式永磁调速装置中，优选地，所述调速装置控制柜包括：整流控制子柜，用于将所述调速装置本体产生的感应电流转变成直流，所述整流控制子柜的输入端与所述感应电流引出机构电连接；逆变子柜，用于将所述整流控制子柜输出的直流转变成频率为工频的交流，所述逆变子柜的输入端与所述整流控制子柜的输出端电连接；和升压子柜；用于将所述逆变子柜输出的交流的电压调整为所述电动机用额定电压，所述升压子柜的输入端与所述逆变子柜的输出端电连接，所述所述升压子柜的输出端与所述高压开关柜的真空断路器的下口电连接。

在如上所述的绕组式永磁调速装置中，优选地，所述感应电流引出机构包括：集电环，套接在所述调速装置本体的从动轴上，且经绕组引线与所述调速装置本体的线圈绕组电连接；和电刷，固定在电刷架上，所述电刷的一端与所述集电环接触，所述电刷的另一端经电刷引线与所述调速装置控制柜电连接。

在如上所述的绕组式永磁调速装置中，优选地，调速装置本体的主动轴与电动机的输出轴通过联轴器传动连接，所述调速装置本体的从动轴与负载的输入轴通过联轴器传动连接。

本实用新型另一方面提供了一种绕组式永磁调速系统，其包括：高压开关柜、电动机、负载和绕组式永磁调速装置；所述高压开关柜的真空断路器的上口与电网电连接，所述真空断路器的下口与所述电动机电连接，所述真空断路器的下口还与所述绕组式永磁调速装置的输出端电连接，所述真空断路器的下口设置有电流互感器；所述电动机的输出轴与所述绕组式永磁调速装置的主动轴传动连接；所述负载的输入轴与所述绕组式永磁调速装置的从动轴传动连接；所述绕组式永磁调速装置为上述绕组式永磁调速装置。

在如上所述的绕组式永磁调速系统中，优选地，所述负载为风机或泵。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

1)、优化取消了调速装置电缆转接柜，节省了1面柜子。

2)、保证高压开关柜的电流互感器采集的电流为电动机的实际运行电流，完善了电动机主保护数据采集的准确性，确保设备的安全、稳定运行。

附图说明

图1为现有技术提供的一种绕组式永磁调速系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种绕组式永磁调速装置的调速装置本体的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种绕组式永磁调速系统的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的另一种绕组式永磁调速系统的结构示意图；

图中符号说明如下：

1永磁铁、2主动轴、3外壳、4铁芯、5线圈绕组、6电刷、7集电环、8从动轴、9气隙、10调整装置控制柜、11高压开关柜、12电动机、13负载、14调速装置本体、15调速装置转接柜、16绕组式永磁调速装置、17电流互感器、18真空断路器、19母线、20联轴器、21联轴器、100整流控制子柜、101逆变子柜、102升压子柜、

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

参见图2～4，本实用新型实施例提供了一种绕组式永磁调速系统，其包括：高压开关柜11、电动机12、负载13和绕组式永磁调速装置16。

具体而言，高压开关柜11用于与电网电连接以向电动机12提供电能，其内设置的真空断路器18的上口与电网电连接，真空断路器18的下口与电动机12电连接以向电动机12提供电能，在真空断路器18的下口设置有电流互感器17，该电流互感器17的测量值作为高压开关柜11的微机综保电流(或称微机综合保护电流)的电流值。微机综保采集的电流(即微机综保电流)是电动机主保护的重要参数，对电动机12的大部分保护都是以该电流互感器17的采集值为基准。实际应用中，高压开关柜11内的真空断路器18的上口经母线19与电网电电连接，母线可以为6kV母线。高压开关柜11可以为3.6kV～550kV的电器产品。负载可以为风机或泵。本实用新型实施例中的高压开关柜11内可以包含其他电器元件，其与现有技术所公开的高压开关柜11内除真空断路器、母线、电流互感器以外的其他器件可以一样，本实施例对此不进行限定。

绕组式永磁调速装置16包括：调速装置本体14和调速装置控制柜15。调速装置本体14为基于绕组式永磁调速原理的结构，其具有：永磁外转子和绕组内转子。永磁外转子包括主动轴2、外壳3和永磁体1。主动轴2的一端与电动机12的输出轴传动连接，如通过联轴器20连接，以在电动机12的驱动下与电动机12同转速运转。外壳3套接在主动轴2的另一端，且外壳3的内侧设置有永磁铁1。绕组内转子包括：从动轴8、铁芯4和线圈绕组5。从动轴8的一端与负载13的输入轴传动连接，如通过联轴器21连接，以带动负载13同速旋转，从动轴8的另一端与主动轴2的另一端留有间隔。铁芯4套接(如过盈配合或键连接)在从动轴8的另一端。线圈绕组5以缠绕方式形成在铁芯4上。在从动轴8的径向上，线圈绕组5与永磁铁1之间形成有气隙9。

调速装置控制柜10用于将线圈绕组5上产生的感应电流调整为与电动机12的额定电压和频率相同电能，并为电动机12供电，其包括：整流控制子柜100、逆变子柜101和升压子柜102。整流控制子柜100用于将调速装置本体14产生的感应电流转变成直流，整流控制子柜100的输入端作为调速装置控制柜10的输入端，与调速装置本体的线圈绕组5通过感应电流引出机构电连接。逆变子柜101用于将整流控制子柜100输出的直流转变成频率为工频的交流，逆变子柜101的输入端与整流控制子柜100的输出端电连接。升压子柜102用于将逆变子柜101输出的交流的电压调整为电动机用额定电压，升压子柜102的输入端与逆变子柜101的输出端电连接，升压子柜102的输出端作为调速装置控制柜10的输出端，与高压开关柜11的真空断路器18的下口电连接，如通过高压动力电缆与真空断路器18的下口电连接。高压动力电缆的选型可以根据《电力工程电缆设计规范国家标准》GB 50217-2007进行选择。

应用时，主动轴与电动机相连，从动轴与负载相连，电动机由市电供电，工频运行。故主动轴被拖动，与电动机转速一样同转速运转。当主动轴与从动轴有转速差的时候，根据法拉第定律，在线圈绕组中就能产生感应电动势。从动轴上设置的感应电流引出机构(即下述的集电环和电刷)，可以将感应电流引出到控制单元，通过控制感应电流的大小，来实现传递扭矩的大小，实现调速和软启动的功能。通过集电环和电刷，将感应电流引出至调速装置控制柜，通过整流、逆变及升压处理，将永磁调速的转差功率反馈到市电端，从而达到了节电的效果。

本实施例通过将调速装置控制柜10的输出端与高压开关柜11的真空断路器18的下口电连接，真空断路器18的上口与电网电连接，使电网供给的电能和反馈的电能在真空断路器18的下口汇总，然后通过在该汇总处设置的电流互感器17采集电流，以此作为微机综保电流，使该电流与电动机实际电流一致，确保了电动机的安全、稳定的运行。由于改进优化了绕组式调速装置接入电动机的位置，从而取消了传统的电缆转接柜，减少了设备数量。

感应电流引出机构包括：集电环7和电刷6。集电环7套接在调速装置本体的从动轴8上以与从动轴8同转速运转，且经绕组引线与调速装置本体的线圈绕组5电连接。电刷6固定在电刷架上，电刷6的一端与集电环7接触，电刷6的另一端经电刷引线与调速装置控制柜10电连接，从而将感应电流引出至调整装置控制柜10。

调速装置本体的主动轴2与电动机的输出轴通过联轴器传动连接，调速装置本体的从动轴8与负载的输入轴通过联轴器传动连接，联轴器可以为非接触式联轴器，如电磁联轴器。

综上所述，本实用新型带来的有益效果如下：

1、优化取消了调速装置电缆转接柜15(或者调速装置转接柜)，节省了1面柜子。2、保证高压开关柜的电流互感器采集的电流为电动机的实际运行电流，完善了电动机主保护数据采集的准确性，确保设备的安全、稳定运行。

由技术常识可知，本实用新型可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本实用新型范围内或在等同于本实用新型的范围内的改变均被本实用新型包含。