异步电动机的一种综合调速控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种异步电动机综合调速方法，特别是涉及绕线转子异步电动机的一 种综合控制方法。
【背景技术】
[0002] 交流异步电动机调速系统可分为三类：转差功率消耗型，结构简单，成本低，效率 较低，如定子降电压调速；转差功率馈送型，效率较高，设备要求高，如绕线转子异步电动机 双馈调速；转差功率不变型，效率最高，需大容量变压变频器，成本高，如定子侧变压变频调 速。各调速方法各有优劣，适用于不同场合不同时间段。
[0003] 现有的绕线转子异步电动机双馈调速工作时，定子侧与交流电网相连，转子侧与 交流电源或外接电动势相连，且回馈至电网的电能需要处理才能利用，电路拓扑结构复杂， 线路多。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题是提供一种异步电动机的综合的调速控制方法。该系统 集多种调速方法于一体，结构合理，尽量减少外接电源和多余线路，尽可能循环使用本身能 量，具有高可靠性，效率高，实现了功能互补，优势最大化。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明的异步电动机综合调速控制方法组成模块有绕线转 子异步电动机、三相交流电源、双PWM变换器、大功率交一直一交PWM变频器、转速检测装 置、电压电流频率信号检测设备、信号汇总模块。将大功率变频器接于三相交流电源和定子 绕组首端之间，用于异步电动机的结构简单易操作的调压调速和效率高的变压变频调速。 定子绕组采用开路连接，将双PWM变换器输入端接定子绕组末端，输出端接转子绕组。构成 能量流动回路，既能利用转差功率节约电能，又能降低变频器容量，用于实现双馈调速。电 压电流频率信号检测设备分别置于定子绕组和转子绕组检测电压电流频率信号；转速检测 装置置于转子上检测转速信号。
[0006] 优选地，所述交一直一交PWM变频器可提供电压与频率均可调的交流电源，且能 量不可逆流，用于调压调速和变压变频调速两种模式。其中调压调速为转差功率消耗型调 速，变压变频调速为转差功率不变型调速。同时，在进行双馈调速时，能量不会回馈到电源 造成谐波污染。
[0007] 优选地，双馈调速工作时，功率既可以从转子馈入又可以从转子馈出，转子与定子 之间通过双PWM变换器可以进行电功率的相互传递，即转子侧的转差功率可以馈出，亦可 以从外面吸收功率到转子中来。定子绕组接受交流电源的输入电功率与转差功率合成电磁 功率，忽略电机损耗，p ms电动机定子传入转子（或由转子传出给定子）的电磁功率，Spms 转差功率，（l-s)p m为电动机轴上输入或输出的机械功率。可认为是用控制异步电动机转子 中转差功率的大小和流向来实现对转速的调节。也可认为是在转子绕组回路中附加一个交 流电动势，通过控制附加电动势的幅值实现调速，且附加电动势由定子绕组末端提供，无需 另外提供电源和接线。
[0008] 优选地，各检测设备将检测得到的电压电流频率信号以及电动机转速信号输入信 号汇总模块进行处理后进而分别接入变频器和双PWM变换器的信号输入控制端口对其进 行控制。即变频器根据转速信号和当前情况下定子绕组电压频率信号控制定子电压和频率 进而控制转速；双PWM变换器根据转速信号和当前情况下转子绕组电压电流信号控制转子 电压电流（控制转差功率流向）进而控制转速。
[0009] 本发明的有益效果是：该系统集多种调速方法于一体，结构合理，尽量减少外接电 源和多余线路，尽可能循环使用本身能量，具有高可靠性，效率高，实现了功能互补，优势最 大化。
【附图说明】
[0010] 图1为本发明的异步电动机综合调速控制方法的系统结构框图。
[0011] 附图标记列表：
[0012] 1、三相交流电源；2、大功率交一直一交PWM变频器；3、电压电流频率信号检测设 备；4、绕线转子异步电动机三相定子绕组；5、绕线转子异步电动机三相转子绕组；6、电压 电流频率信号检测设备；7、双PWM变换器；8、转速检测装置；9、绕线转子异步电动机；10、 信号汇总模块。
【具体实施方式】
[0013] 下面结合附图和【具体实施方式】，进一步阐述本发明，应注意本实施方式仅仅解释 本发明，并不用于限定本发明。
[0014] 如图1所示，本发明公开的一种绕线转子异步电动机综合调速控制方法，其组成 模块有：绕线转子异步电动机9、三相交流电源1、双PWM变换器7、大功率交一直一交PWM变 频器2、转速检测装置8、电压电流频率信号检测设备3、信号汇总模块10。
[0015] 将大功率变频器2接于三相交流电源1和定子绕组4首端之间，用于异步电动机 的结构简单易操作的调压调速和效率高的变压变频调速。所述交一直一交PWM变频器2可 提供电压与频率均可调的交流电源，且能量不可逆流，用于调压调速和变压变频调速两种 模式。其中调压调速为转差功率消耗型调速，变压变频调速为转差功率不变型调速。同时， 在进行双馈调速时，能量不会回馈到电源造成谐波污染。
[0016] 调压调速转差功率：
【主权项】
1. 一种绕线转子异步电动机综合调速控制方法，其组成模块有；绕线转子异步电动机 巧）、S相交流电源（1)、双PWM变换器（7)、大功率交一直一交PWM变频器（2)、转速检测装 置巧）、电压电流频率信号检测设备（3) (6)、信号汇总模块（10);其特征在于；将大功率变 频器（2)接于S相交流电源（1)和定子绕组（4)首端之间，用于异步电动机的结构简单易 操作的调压调速和效率高的变压变频调速；定子绕组采用开路连接，将双PWM变换器（7) 输入端接定子绕组（4)末端，输出端接转子绕组巧）；构成能量流动回路，既能利用转差功 率节约电能，又能降低变频器容量，用于实现双馈调速；电压电流频率信号检测设备（3)和 (6) 分别置于定子绕组（4)和转子绕组（5)检测电压电流频率信号；转速检测装置（8)置 于转子（5)上检测转速信号。
2. 根据权利要求1所述的一种绕线转子异步电动机综合调速控制方法，其特征在于： 所述交一直一交PWM变频器（2)可提供电压与频率均可调的交流电源，且能量不可逆流，用 于调压调速和变压变频调速两种模式；其中调压调速为转差功率消耗型调速，变压变频调 速为转差功率不变型调速；同时，在进行双馈调速时，能量不会回馈到电源造成谐波污染。
3. 根据权利要求1所述的一种绕线转子异步电动机综合调速控制方法，其特征在于： 双馈调速工作时，功率既可W从转子馈入又可W从转子馈出，转子与定子之间通过双PWM 变换器（7)可W进行电功率的相互传递，即转子侧的转差功率可W馈出，亦可W从外面吸 收功率到转子中来；定子绕组接受交流电源的输入电功率与转差功率合成电磁功率，可认 为是用控制异步电动机转子中转差功率的大小和流向来实现对转速的调节；也可认为是在 转子绕组回路中附加一个交流电动势，通过控制附加电动势的幅值实现调速，且附加电动 势由定子绕组末端提供，无需另外提供电源和接线。
4. 根据权利要求1所述的一种绕线转子异步电动机综合调速控制方法，其特征在于： 各检测设备将检测到的电压电流频率信号及电动机转速信号输入信号汇总模块（10)后进 行处理，再分别接入变频器（2)和双PWM变换器（7)的信号输入控制端口，变频器根据转速 信号和当前情况定子绕组电压频率信号控制定子电压和频率进而控制转速；双PWM变换器 (7) 根据转速信号和当前情况下转子绕组电压电流信号控制转子电压电流（控制转差功率 流向）进而控制转速。
【专利摘要】本发明公开了一种异步电动机综合调速方法，具体的讲为绕线转子异步电动机的综合控制方法。该系统包括绕线转子异步电动机、三相交流电源、双PWM变换器、大功率交—直—交PWM变频器、转速检测装置、电压电流频率信号检测设备、信号汇总模块。大功率变频器接于三相交流电源和定子绕组之间，用于异步电动机的结构简单易操作的调压调速和效率高的变压变频调速。双PWM变换器输入端接定子绕组，输出端接转子绕组，构成能流回路，用于实现能利用转差功率节约电能，又降低变频器容量的双馈调速。各检测装置将检测信号反馈至两变频器信号控制端口用于变频器的控制。该系统集多种调速方法于一体，实现了功能互补，优势最大化。
【IPC分类】H02P27-08
【公开号】CN104682825
【申请号】CN201510130777
【发明人】周莉, 周文庆, 范国鹏, 李振华, 蒋涛
【申请人】安徽理工大学
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年3月24日