驱动变速装置制造方法
【专利摘要】本实用新型实施例提供了一种驱动变速装置，包括电机和变频器，变频器与电网连接，其特征在于，该驱动变速装置还包括切换电路和控制电路，所述电机包括启动电路和工作电路，电机处于初始启动状态时所述启动电路通过切换电路与电网连接，所述控制电路分别与所述电机和所述切换电路连接，所述控制电路用于在电机初始启动之后采集电机的转速和相位以及变频器的相位，并在电机的转速达到预定转速且电机和变频器的相位相同的情况下控制切换电路断开启动电路与电网之间的连接并且使得工作电路通过切换电路与变频器连接。由此，本实用新型可达到减小变频器与电动机切换时的冲击以及转速损耗，并且降低生产成本的目的。
【专利说明】驱动变速装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及机械电子【技术领域】，尤其涉及一种驱动变速装置。
【背景技术】
[0002]随着变频技术的日趋完善，实现机电一体化，其优点已越来越明显。目前，由于变频电动机具有可以在变频器的驱动下实现不同的转速与转矩，以适应负载变化需求的特点，在节约能源和环境保护日益受到重视的今天，变频电动机必然广泛地应用于国民经济的各个领域。
[0003]在纺织业中，需要用变频电动机控制纺织工作的进度，但是纺织机需要较大的电流进行启动。为了解决这个问题，以往一般采用大功率的变频器软启动方式，即用大功率的变频器驱动电机，并当电机转速到达纺织机需要的转速后变频器退出，电机采用相应的转速继续运行。
[0004]但是，这样控制存在以下缺点:变频和工频切换的瞬间，由于电动机从变频器退出时的相位和电网相位不一致，造成极大相间电流，无论对电机绕组、转子磁钢还是电网都形成大电流冲击，甚至跳闸。并且，纺织机当开始工作以后只需要较小的电流，所以在使用大功率的变频器进行驱动后的正常工作状态时，由于纺织机的工作电流较小，仍旧适用大功率的变频器会造成资源浪费。
[0005]综上所述，目前现有技术中应用变频器对电动机控制调速的方法中存在以下缺点:变频器与电动机进行切换时容易产生较大的电流冲击，而且增加了成本，造成不必要的资源浪费。
实用新型内容
[0006]本实用新型的实施例提供了一种驱动变速装置，以实现降低产业成本，快速准确的控制电机的输出转速的目的。
[0007]本实用新型提供一种驱动变速装置，包括电机和变频器，变频器与电网连接，其中，该驱动变速装置还包括切换电路和控制电路，所述电机包括启动电路和工作电路，电机处于初始启动状态时所述启动电路通过切换电路与电网连接，所述控制电路分别与所述电机和所述切换电路连接，所述控制电路用于在电机初始启动之后采集电机的转速和相位以及变频器的相位，并在电机的转速达到预定转速且电机和变频器的相位相同的情况下控制切换电路断开启动电路与电网之间的连接并且使得工作电路通过切换电路与变频器连接。
[0008]其中，所述控制电路包括第一采样电路、第二采样电路、比较器和处理器；所述第一采样电路与所述变频器连接，采集所述变频器的相位；所述第二采样电路与所述电机连接，采集所述电机的转速和相位；所述比较器分别与所述第一采样电路、所述第二采样电路以及所述处理器连接，所述比较器包括转速比较电路和相位比较电路，分别用于比较电机的转速和预定转速、比较电机的相位和变频器的相位，并发出比较结果信号；所述处理器与切换电路连接，用于接收所述比较器发送的比较结果信号，根据比较结果信号控制所述切换电路进行电机的启动电路与工作电路之间的切换。
[0009]其中，所述启动电路为三角型电路，所述工作电路为星型电路。
[0010]其中，所述工作电路为小功率电路，其工作功率为2.5kff?7.5kW。
[0011]由所述本实用新型的实施例提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的所述驱动变速装置通过电网对电机进行大电流驱动，之后对所述变频器的相位以及所述电机的相位、转速进行实时检测，以便使所述电机在达到预设转速时通过切换电路切换至与所述变频器连接进行输出，并且切换时保持相位相同，减小电流冲击以及转速损耗。由此可使用小功率的变频器既可以维持电机的工作，降低生产成本，达到资源的合理利用，并且能够快速精准的控制电机的输出转速。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型实施例提供的一种驱动变速装置的结构示意图；
[0013]图2为本实用新型实施例提供的控制装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]为便于对本实用新型实施例的理解，下面将结合附图以及具体实施例为例做进一步的解释说明，且实施例并不构成对本实用新型实施例的限定。
[0015]本实用新型实施例提供的一种驱动变速装置可以给大型机械设备供电，例如纺织设备，在使用过程中采用变频器对电机的转速进行调节，并通过所述驱动变速装置对所述变频器的相位以及所述电机的相位、转速进行实时检测，以便使所述电机在达到预设转速时通过切换电路切换至与所述变频器连接进行输出，并且切换时保持相位相同，减小电流冲击以及转速损耗，精准的控制所述电机的转速。
[0016]本实用新型实施例提供了一种驱动变速装置，其具体实现结构如图1所示，具体可以包括:切换电路1、电机2、变频器3以及控制电路4。所述驱动变速装置与外部电网连接，其中L1、L2、L3代表外部电网。所述切换电路I串联在所述外部电网与所述电机2之间，所述变频器3并联在所述外部电网与所述切换电路I之间，所述控制电路4分别与所述电机2、切换电路I以及变频器3连接。
[0017]由于所述纺织设备在启动时需要大功率，工作时需要小功率，因此本实用新型在电机中包括两种电路，即启动电路和工作电路(未图示)，从而使得电机2的三相绕组在启动时和正常运转时施加上不同的电压，使得启动电路输出功率为大功率，工作电路输出功率为小功率。
[0018]示例性的，当纺织设备需要开始工作时，驱动变速装置进入初始启动状态，驱动变速装置连接至所述电机2的启动电路。该启动电路为三角型电路，也就是将电机2三个绕组首尾相连，并将三角形的每个“角”与电网的三条火线相连，这时电机2绕组中所施加的电压变成了 380V，电机2就能满负荷启动，满足设备的启动需求。
[0019]而当所述纺织设备进入工作状态后，驱动变速装置连接至所述电机2的工作电路。该工作电路为星型电路，即将所述电机2的三条火线分别与电机2三个绕组的一个端点相连，将电机2三个绕组的另一个端点同时与电网的零线相连，在这种接法下，电机2每个绕组所承接的电压就是220V，纺织设备不需要大功率进行工作，因此工作电路选择电功率输出，也使资源得到合理利用。
[0020]完成这两种电路之间的切换的是切换电路1，该切换电路I用于在启动电路与工作电路之间切换，其中启动电路通过该切换电路I连接到电网，而工作电路则是通过该切换电路I连接到变频器3，然后连接到电网。该切换电路I的结构不做特别限制，凡是能够实现所述目的的电路均可以使用。
[0021]本实用新型使用控制电路4来控制这种切换。控制电路4用于在电机初始启动之后采集电机的转速和相位以及变频器的相位，并在电机的转速达到预定转速且电机和变频器的相位相同的情况下控制切换电路断开启动电路与电网之间的连接并且使得工作电路通过切换电路与变频器连接。
[0022]下面结合图2来具体描述控制电路4的结构和工作过程。
[0023]本实用新型实施例提供的控制电路4的结构示意图如图2所示，具体可以包括:第一采样电路42，第二采样电路43、比较器41和处理器44。
[0024]其中所述所述第一采样电路42与所述变频器3连接，用于采集该变频器3的相位；所述第二采样电路43与所述电机2连接，采集所述电机2的相位和转速。
[0025]所述比较器41分别与所述第一采样电路42、所述第二采样电路43以及所述处理器44连接，所述比较器41包括转速比较电路和相位比较电路，分别用于比较电机的转速和预定转速、比较电机的相位和变频器的相位，并发出比较结果信号。其中该转速比较电路用于对采集到的所述电机2的转速进行判断是否达到所述预设转速，例如纺织设备的预设转速为300转/分至1500转/分。该相位比较电路用于将采集到的所述变频器3中的相位与所述电机2中的相位进行比较，判断所述两者的相位是否相同。
[0026]所述比较器41将得到的比较结果信号发送给所述处理器44，所述处理器44与切换电路I连接，接收所述比较器41发送的比较结果信号之后，根据比较结果信号对所述切换电路I进行电机的启动电路与工作电路之间的切换控制。也就是说，只有当比较结果信号代表着电机的转速达到预定转速并且电机的相位与变频器的相位相同时，所述处理器44才控制切换电路I进行启动电路与工作电路之间的切换，从而完成了从初始启动状态到正常工作状态的过渡。
[0027]由于所述电机2启动运行到预设转速后切换到所述变频器3，因此该变频器3可以选择功率相对较小的变频器进行调速控制，例如可以选择功率为3.7W的变频器与电机进行连接，从而避免了现有技术中变频器直接接在驱动电路中通常要选择大功率的变频器，而大功率的变频器又在工作中得不到合理利用而造成资源浪费的问题。因此，本实用新型的实施例节省了资源，降低了成本。
[0028]本领域技术人员应能理解所述控制电路的应用仅为举例，其他现有的或今后可能出现的控制电路的应用如可适用于本实用新型实施例，也应包含在本实用新型保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。并且，本实用新型中所涉及的切换电路、控制电路等均可通过电子器件、电子电路等硬件结构实现。
[0029]综上所述，本实用新型实施例通过提供的一种驱动变速装置，与外部电网连接，通过在所述驱动变速装置中设置电机、切换电路、变频器、控制电路，并且可以根据设备需要，在启动状态时连接启动电路，而进入工作状态后连接工作电路，由此减小变频器与电动机进行切换时的转速损耗与电流冲击，而且降低了生产成本，达到资源的合理利用，并且能够快速精准的控制电机的输出转速。
[0030]本领域普通技术人员可以理解:附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本实用新型所必须的。
[0031 ] 本领域普通技术人员可以理解:实施例中的装置中的部件可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。所述实施例的部件可以合并为一个部件，也可以进一步拆分成多个子部件。
[0032] 以上所述，仅为本实用新型较佳的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种驱动变速装置，包括电机和变频器，变频器与电网连接，其特征在于，该驱动变速装置还包括切换电路和控制电路，所述电机包括启动电路和工作电路，电机处于初始启动状态时所述启动电路通过切换电路与电网连接，所述控制电路分别与所述电机和所述切换电路连接，所述控制电路用于在电机初始启动之后采集电机的转速和相位以及变频器的相位，并在电机的转速达到预定转速且电机和变频器的相位相同的情况下控制切换电路断开启动电路与电网之间的连接并且使得工作电路通过切换电路与变频器连接。
2.根据权利要求1所述的驱动变速装置，其特征在于，所述控制电路包括第一采样电路、第二采样电路、比较器和处理器； 所述第一采样电路与所述变频器连接，采集所述变频器的相位； 所述第二采样电路与所述电机连接，采集所述电机的转速和相位； 所述比较器分别与所述第一采样电路、所述第二采样电路以及所述处理器连接，所述比较器包括转速比较电路和相位比较电路，分别用于比较电机的转速和预定转速、比较电机的相位和变频器的相位，并发出比较结果信号； 所述处理器与切换电路连接，用于接收所述比较器发送的比较结果信号，根据比较结果信号控制所述切换电路进行电机的启动电路与工作电路之间的切换。
3.根据权利要求1或2所述的驱动变速装置，其特征在于，所述启动电路为三角型电路，所述工作电路为星型电路。
4.根据权利要求1或2所述的驱动变速装置，其特征在于，所述工作电路为小功率电路，其工作功率为2.5kff?7.5kW。
【文档编号】H02P27/04GK204244132SQ201420657541
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月6日 优先权日:2014年11月6日
【发明者】冯栋 申请人:北京中科远恒科技有限公司