专利名称：一种可调磁敏变阻器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于大功率交流线绕型电动机的重载及满载启动用 变阻器领域，涉及一种可调变阻器，尤其是一种可调磁敏变阻器。
背景技术：
分段式电阻器比较广泛应用于线绕式交流电动机的启动，启动瞬 间，全部电阻加在电动机的转子绕组上，减小转子电流，从而减小启 动电流。启动过程中，逐段切除电阻，启动完成后，转子绕组短接。 由于电阻值为固定值，且受级数的限制，因此切除电阻时，会造成系 统波动，影响启动的平稳性。
磁敏变阻器是另一种较广泛应用的启动装置。转子绕组感应电压 的频率是定子绕组频率的1/S倍，即&=3><& (S是滑差率，对于电动 机来说，他的值在0 1之间，&是系统频率即定子绕组的频率，f2 是转子绕组的频率)。磁敏变阻器的铁心用涡流很大的厚钢板构成， 电机起动的瞬间，由于f2的值最大(系统频率)，因此在厚钢板构成 的铁心中产生很大的涡流，这种涡流的损耗是一种电阻性损耗，相当 于在转子绕组中串一电阻，再加上它本身的电抗值，就是转子绕组的 阻抗。有了这些阻抗就可限制转子绕组的电流，也就限制了定子绕组 的电流即启动电流，达到启动电机的目的。在电机的启动过程中，随 着电机转速的提高，滑差率S减小，转子频率f2减小，由涡流产生的 等效电阻值减小，电抗值减小。相当于转子绕组的二次阻抗随转速提高而减小。这符合电机启动的要求。但这种随电机转速提高而电阻减 小的特征，虽然有利于电机的启动，但这种现象是一种产品的特征， 他没有加进人的主观能动作用，也就是说，这种现象是不可控的，是 不能适用于复杂情况下的电机的启动。
水电阻也应用于线绕式交流电机的启动。转子绕组的负载为水 电阻，启动过程中，水电阻的极板运动可改变水电阻的值。达到启动 的目的。由于水电阻不适合做大功率高压电路的负载及水分的蒸发、 电阻率的改变、水箱的变形渗漏等原因。水电阻的启动有许多缺点， 不宜广泛推广。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种可 调磁敏变阻器，这种可调磁敏变阻器在结构上吸收了磁敏变阻器和分 段式电阻器的优点，构成分段结构，控制器根据转子电流的大小和频 率，计算最佳调节方案，使其近似于无级调节，具有调节平稳，结构 简单的优点。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来解决的 一种可调磁敏变阻器，包括磁敏变阻器本体、调节箱和控制器， 所述磁敏变阻器本体由矩形铁心、绕于矩形铁心两侧边的瓷骨架以及 缠绕于瓷骨架上的线圈绕组组成，所述线圈绕组包括一个起始端和多 个抽头，所述调节箱内设有多个交流接触器，所述每个抽头与交流接 触器的动合接点一一对应连接，所述交流接触器的线圈由控制器控制 其通断。所述矩形铁心由厚钢板制成。上述线圈绕组包括一个起始端和五个抽头，所述五个抽头构成
五级线圈分段结构，所述五级线圈的匝数比为IT: 2T: 4T: 8T: 16T，
其中T为基准匝数。所述线圈绕组由康铜线绕成。
上述控制器包括采样模块、A/D转换模块、光电隔离模块、数 据处理模块、执行模块、人机界面和通信模块，所述采样模块经A/D 转换模块与数据处理模块连接，所述光电隔离模块、执行模块、人机 界面和通信模块分别与数据处理模块连接，所述数据处理模块由 ARM7构成，所述通信模块由RS-485通信接口构成，所述执行模块 由继电器构成，所述继电器与所述交流接触器的线圈控制端连接。
上述采样模块由电压互感器、电流互感器和隔离变压器组成， 所述电压互感器和电流互感器的输出端分别与隔离变压器连接，所述 隔离变压器的输出端与所述A/D转换模块的输入端连接。
进一步，在上述光电隔离模块的输入端输入表示主开关位置和 旁路开关位置的开关量信号。
上述人机界面由液晶显示器和键盘组成，所述液晶显示器通过 视频线与数据处理模块，所述键盘通过数据线与数据处理模块连接。
本实用新型的可调磁敏变阻器实时性强，控制迅速准确。调节 箱结构简单、可靠。并且磁敏变阻器本体设计合理，其中的瓷结构骨 架，既合理的解决了过热问题，又解决了绝缘问题，而且有效提高了 其工作的可靠性。
图1为本实用新型的磁敏变阻器本体结构示意图；图2为本实用新型的控制器原理框图3为本实用新型的调节箱中交流接触器的动合接点与五级线圈的电路连接图4为控制器控制调节箱中的交流接触器动作的原理图。其中l为矩形铁心；2为瓷骨架；3为线圈绕组。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步详细描述这种可调磁敏变阻器，包括磁敏变阻器本体、调节箱和控制器，其中磁敏变阻器本体如图1所示，它由矩形铁心l、绕于矩形铁心l两侧边的瓷骨架2以及缠绕于瓷骨架上的线圈绕组3组成。其中矩形铁心l由厚钢板制成，厚钢板之间用螺栓紧固，使其在启动瞬间产生较大的涡流。线圈绕组由康铜线绕成，这样线圈本体具有较大的电阻值，可以在线圈处于短路状态时限制短路电流。
由于电机转子绕组有三相，在每一相接线上必须连接一个线圈绕组3，所以本实用新型的可调磁敏变阻器包括有三个磁敏变阻器本体。其中每个磁敏变阻器本体中的线圈绕组3包括一个起始端3s和多个抽头，抽头的数量可以根据启动电机的需要添加或减少，图1中的线圈绕组3包括一个起始端3s和五个抽头3a、 3b、 3c、 3d、 3e，这五个抽头3a、 3b、 3c、 3d、 3e构成了五级线圈分段结构，其中这五级线圈的匝数比为1T: 2T: 4T: 8T: 16T，其中T为基准匝数。线圈绕组3的起始端3s和五个抽头3a、 3b、 3c、 3d和3e连接到调节箱中的五个交流接触器KM1、 KM2、 KM3、 KM4禾BKM5上。体连接电路如图3所示，五级线圈先串联起来接在中性点N与电机转子绕组接线L之间，(由于电机转子绕组接线L包括三相接线U、V和W,而这三相中的任意一相的接法都相同，所以图3表示三相接线U、 V和W的任意一相接线电路图)每级线圈分别并联有一个交流接触器的动合接点，这五个交流接触器统一安装在调节箱内，这样通过控制各交流接触器的通断，可以实现变阻器的多级阻值变换。图3所示是由五级线圈和五个交流接触器连接组成，通过控制五个交流接触器的通断，可以实现32种阻值的变换，其中R1-R5是每级线圈的自身电阻，当某一级线圈短路时，该电阻可以限制其短路电路。
图3中的交流接触器的线圈由控制器控制其通断，具体控制器与调节箱的连接原理图如图4，控制器采集来自电机定子绕组和转子绕组的电流和电压信号，并经过数据处理，判断出需要加载的电阻值，然后驱动各交流接触器进行通断动作，以实现该阻值。图4与图3对应，所示为控制五个交流接触器的情况，控制器通过控制五个交流接触器的线圈，实现了 32种阻值的变换，其中图示的Jl、 J2、 J3、 J4和J5是五个交流接触器的线圈通断开关。
图2是控制器原理框图，其中控制器包括采样模块、A/D转换模块、光电隔离模块、数据处理模块、执行模块、人机界面和通信模块。所述采样模块经A/D转换模块与数据处理模块连接，所述光电隔离模块、执行模块、人机界面和通信模块分别与数据处理模块连接，所述数据处理模块由ARM7DTMI-S型32位单片机LPC2134构成，它采集电流、电压等信号，根据信号判断启动状态，计算调整方案，下达调整指令，控制整个启动过程。所述通信模块由RS-485通信接口构成，所述执行模块是由继电器构成，继电器与所述交流接触器的线圈控制端连接。所述采样模块由电压互感器、电流互感器和隔离变压器组成，所述电压互感器和电流互感器的输出端分别与隔离变压器连接，所述隔离变压器的输出端与所述A/D转换模块的输入端连接。人机界面由液晶显示器和键盘组成，所述液晶显示器通过视频线与数据处理模块，所述键盘通过数据线与数据处理模块连接。键盘的作用是为了对数据处理模块输入预置参数以及控制算法，液晶显示器用于显示相关参数和启动状态，同时可以进行人机对话。
在所述光电隔离模块的输入端输入表示主开关位置和旁路开关位置的开关量信号，光电隔离模块将主开关和旁路开关的开关输入量信号送给数据处理模块，使其可以智能的控制这两个开关的操作。
控制器的作用主要是在电机启动时，根据电机绕组上的电压和
电流信息，控制各交流接触器的通断以达到调节阻值的目的。控制器的具体工作过程如下
首先，通过电压互感器和电流互感器采集来自定子绕组和转子绕组的电流和电压信号，经隔离变压器进行信号隔离，提高系统的抗干扰能力，经过隔离的电流和电压信号送入A/D转换模块将模拟信号转换为数字信号，这些表征电流和电压大小和相位的数字信号送给数据处理模块(即CPU)，数据处理模块根据这些信号并结合预置的参数和特定的算法，计算调节方案，并通过执行模块向各交流接触器输出相应接点的控制信号，控制交流接触器的通断。
权利要求1.一种可调磁敏变阻器，包括磁敏变阻器本体、调节箱和控制器，其特征在于所述磁敏变阻器本体由矩形铁心(1)、绕于矩形铁心(1)两侧边的瓷骨架(2)以及缠绕于瓷骨架(2)上的线圈绕组(3)组成，所述线圈绕组(3)包括一个起始端(3s)和多个抽头，所述调节箱内设有多个交流接触器，所述每个抽头与交流接触器的动合接点一一对应连接，所述交流接触器的线圈由控制器控制其通断。
2. 根据权利要求1所述的可调磁敏变阻器，其特征在于所述线圈绕组(3)包 括一个起始端(3s)和五个抽头(3a、 3b、 3c、 3d和3e)，所述五个抽头(3a、 3b、 3c、 3d和3e)构成五级线圈分段结构，所述五级线圈的匝数比为1T: 2T: 4T: 8T: 16T，其中T为基准匪数。
3. 根据权利要求1所述的可调磁敏变阻器，其特征在于所述控制器包括采样 模块、A/D转换模块、光电隔离模块、数据处理模块、执行模块、人机界面 和通信模块，所述采样模块经A/D转换模块与数据处理模块连接，所述光电 隔离模块、执行模块、人机界面和通信模块分别与数据处理模块连接，所述 数据处理模块由ARM7构成，所述通信模块由RS-485通信接口构成，所述 执行模块由继电器构成，所述继电器与所述交流接触器的线圈控制端连接。
4. 根据权利要求3所述的可调磁敏变阻器，其特征在于所述采样模块由电压 互感器、电流互感器和隔离变压器组成，所述电压互感器和电流互感器的输 出端分别与隔离变压器连接，所述隔离变压器的输出端与所述A/D转换模块 的输入端连接。
5. 根据权利要求3所述的可调磁敏变阻器，其特征在于在所述光电隔离模块 的输入端输入表示主开关位置和旁路开关位置的开关量信号。
6. 根据权利要求3所述的可调磁敏变阻器，其特征在于所述人机界面由液晶显示器和键盘组成，所述液晶显示器通过视频线与数据处理模块，所述键盘 通过数据线与数据处理模块连接。
7. 根据权利要求1所述的可调磁敏变阻器，其特征在于所述线圈绕组(3)由 康铜线绕成。
8. 根据权利要求1所述的可调磁敏变阻器，其特征在于所述矩形铁心(1)由 厚钢板制成。
专利摘要本实用新型涉及一种可调磁敏变阻器，包括磁敏变阻器本体、调节箱和控制器，所述磁敏变阻器本体由矩形铁心、绕于矩形铁心两侧边的瓷骨架以及缠绕于瓷骨架上的线圈绕组组成，线圈绕组包括一个起始端和多个抽头，所述调节箱内设有多个交流接触器，所述每个抽头与交流接触器的动合接点一一对应连接，所述交流接触器的线圈由控制器控制其通断。本实用新型控制迅速准确，调节箱结构简单、可靠。并且磁敏变阻器本体设计合理，其中的瓷结构骨架，既合理的解决了过热问题，又解决了绝缘问题，而且有效提高了其工作的可靠性。
文档编号H02P1/34GK201435702SQ200920033679
公开日2010年3月31日 申请日期2009年6月25日 优先权日2009年6月25日
发明者张航生, 王学明 申请人:张航生;王学明