專利名稱：同步調(diào)速電動(dòng)機(jī)及其控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電動(dòng)機(jī),發(fā)電機(jī)。特別地，涉及一種異步、同步調(diào)速電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)可逆轉(zhuǎn)換電機(jī)及其控制裝置。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，如申請(qǐng)?zhí)枮?00720133304. 0公開了一種同步調(diào)速電動(dòng)機(jī)及其控制裝置，所述的同步調(diào)速電動(dòng)機(jī)控制裝置，包括相位比較電路、中心處理器、脈寬調(diào)制電路和變頻調(diào)速電路，所述中心處理器的兩路輸出分別連接到所述脈寬調(diào)制電路和所述變頻調(diào)速電路的控制輸入端口 ；所述變頻調(diào)速電路的輸出端口連接到電動(dòng)機(jī)定子回路，所述脈寬調(diào)制電路的輸出端口連接到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁回路；所述相位比較電路的輸入端與電動(dòng)機(jī)定子回路相連接，所述相位比較電路的輸出端連接到所述中心處理器。
·[0003]但是實(shí)際應(yīng)用中，有些場合不需要進(jìn)行調(diào)速，但是由于現(xiàn)有技術(shù)具有的變頻調(diào)速電路，此變頻調(diào)速電路一直進(jìn)行工作中，使能效消耗較高，不符合環(huán)保的要求。因此，如何將上述技術(shù)問題加以解決，即為本領(lǐng)域技術(shù)人員的研究方向所在。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的主要目的是提供一種同步調(diào)速電動(dòng)機(jī)及其控制裝置，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供一種同步調(diào)速電動(dòng)機(jī)控制裝置，包括相位比較電路、中心處理器、脈寬調(diào)制電路和異步啟動(dòng)同步運(yùn)行切換電路，所述中心處理器的兩路輸出分別連接到所述脈寬調(diào)制電路和所述異步啟動(dòng)同步運(yùn)行切換電路的控制輸入端口 ；所述異步啟動(dòng)同步運(yùn)行切換電路的輸出端口連接到電動(dòng)機(jī)定子回路，所述脈寬調(diào)制電路的輸出端口連接到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁回路；所述相位比較電路的輸入端與電動(dòng)機(jī)定子回路相連接，所述相位比較電路的輸出端連接到所述中心處理器。較佳的實(shí)施方式中，所述相位比較電路包括電流互感器、帶通濾波電路和比較電路，所述電流互感器耦合到電動(dòng)機(jī)定子回路，其輸出連接到所述帶通濾波電路的輸入端，所述帶通濾波電路的輸出端連接到所述比較電路的一個(gè)輸入端，所述比較電路的另一個(gè)輸入端與所述異步啟動(dòng)同步運(yùn)行切換電路的電壓輸出端相耦合，所述比較電路的輸出端連接到所述中心處理器。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型還提供一種同步調(diào)速電動(dòng)機(jī)，包括定子、轉(zhuǎn)子和控制裝置，電動(dòng)機(jī)的定子回路和轉(zhuǎn)子回路相互獨(dú)立，所述控制裝置的兩路輸出分別連接到定子回路和轉(zhuǎn)子勵(lì)磁回路，其特征在于，所述控制裝置包括相位比較電路、中心處理器、脈寬調(diào)制電路和異步啟動(dòng)同步運(yùn)行切換電路，所述中心處理器的兩路輸出分別連接到所述脈寬調(diào)制電路和所述異步啟動(dòng)同步運(yùn)行切換電路的輸入控制端口 ；所述異步啟動(dòng)同步運(yùn)行切換電路的輸出端口連接到電動(dòng)機(jī)定子回路，所述脈寬調(diào)制電路的輸出端口連接到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁回路；所述相位比較電路的輸入端與電動(dòng)機(jī)定子回路相耦合，所述相位比較電路的輸出端連接到所述中心處理器。較佳的實(shí)施方式中，所述相位比較電路包括電流互感器、帶通濾波電路和比較電路，所述電流互感器耦合到 電動(dòng)機(jī)定子回路，其輸出連接到帶通濾波電路的輸入端，所述帶通濾波電路的輸出端連接到所述比較電路的一個(gè)輸入端，所述比較電路的另一個(gè)輸入端與所述異步啟動(dòng)同步運(yùn)行切換電路的電壓輸出端相耦合，所述比較電路的輸出端連接到所述中心處理器。較佳的實(shí)施方式中，所述比較電路包括電壓比較器和電流比較器，所述帶通濾波電路的輸出端連接到所述電流比較電路的輸入端，所述異步啟動(dòng)同步運(yùn)行切換電路的電壓輸出端連接到所述電壓比較電路的輸入端，所述電壓比較器的輸出和所述電流比較器的輸出通過一反向求和電路做差后，將差值脈沖輸出端連接到所述中心處理器。較佳的實(shí)施方式中，所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子上設(shè)有兩套繞組，一套是異步籠型繞組，另一套是同步勵(lì)磁繞組。本實(shí)用新型是增加了非調(diào)速工況即異步電機(jī)工頻啟動(dòng)和工頻運(yùn)行功能，使不需要調(diào)速的工頻運(yùn)行場合不用變頻調(diào)速裝置，同樣達(dá)到高效節(jié)能的效果，且經(jīng)濟(jì)適用，適合于不需要調(diào)速運(yùn)行的各種工頻運(yùn)行場合。同時(shí)，該電機(jī)輸入機(jī)械能，加上勵(lì)磁電壓，就可以發(fā)出380v 二相交流電，就是發(fā)電機(jī)。
圖I是本實(shí)用新型同步調(diào)速電動(dòng)機(jī)控制裝置電路方框示意具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型上述的和另外的技術(shù)特征和優(yōu)點(diǎn)作更詳細(xì)的說明。圖I是本實(shí)用新型同步調(diào)速電動(dòng)機(jī)控制裝置電路方框示意圖。首先，本實(shí)用新型是把電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)方面把做了改動(dòng)，將異步電機(jī)的籠型轉(zhuǎn)子按定子極對(duì)數(shù)軸向開槽，如四級(jí)電機(jī)開四個(gè)槽，把轉(zhuǎn)子平均分為四個(gè)磁極，分別置入四個(gè)直流勵(lì)磁繞組，經(jīng)滑環(huán)、碳刷引出，槽口用鋁板封裝，鋁板的兩端與籠型轉(zhuǎn)子的端環(huán)相接，使籠型轉(zhuǎn)子構(gòu)成閉合回路，這樣電機(jī)的轉(zhuǎn)子上就設(shè)有兩套繞組，一套是異步籠型繞組；另一套是同步勵(lì)磁繞組，即異步、同步兩用轉(zhuǎn)子。所述電動(dòng)機(jī)為鐵磁同步電動(dòng)機(jī)，定子回路和轉(zhuǎn)子勵(lì)磁回路相互獨(dú)立；對(duì)應(yīng)于電動(dòng)機(jī)，控制裝置也有主回路和轉(zhuǎn)子勵(lì)磁回路兩路輸出。中心處理器的兩路輸出分別連接到脈寬調(diào)制電路和異步啟動(dòng)同步運(yùn)行切換電路的控制輸入端口 ；異步啟動(dòng)同步運(yùn)行切換電路的輸出端口連接到電動(dòng)機(jī)定子回路，脈寬調(diào)制電路的輸出端口連接到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁回路；相位比較電路的輸入端與電動(dòng)機(jī)定子回路相耦合，相位比較電路的輸出端連接到中心處理器。其中，相位比較電路的作用在于檢測控制裝置給定子回路的輸出電壓和電流之間的相位關(guān)系，并將比較結(jié)果輸送到中心控制器。例如，相位比較電路包括電流互感器、帶通濾波電路和比較電路，電流互感器耦合到電動(dòng)機(jī)定子回路，其輸出連接到帶通濾波電路的輸入端，帶通濾波電路的輸出端連接到比較電路的一個(gè)輸入端，比較電路的另一個(gè)輸入端與異步啟動(dòng)同步運(yùn)行切換電路的電壓輸出端相連接，比較電路的輸出端連接到中心處理器。比較電路的一種優(yōu)選的實(shí)施方式是包括電壓比較器和電流比較器，將輸入比較電路的電壓和電流分別轉(zhuǎn)換成方波信號(hào)，再將電壓方波信號(hào)與電流方波信號(hào)進(jìn)行比較，通過比較結(jié)果得出電壓與電流的相位關(guān)系。例如，以電壓方波信號(hào)的上升沿為基準(zhǔn)，得到電流方波信號(hào)和電壓方波信號(hào)的差值脈沖信號(hào)作為相位比較電路的輸出送入到中心處理器。中心處理器對(duì)差值脈沖信號(hào)進(jìn)行分頻以使其和脈寬調(diào)制電路的載波相適應(yīng)，并將分頻后的信號(hào)作為脈寬調(diào)制電路的一組調(diào)制信號(hào)用來控制脈寬輸出。本實(shí)用新型當(dāng)不需要調(diào)速時(shí),通過異步啟動(dòng)同步運(yùn)行切換電路，電機(jī)可以異步啟動(dòng)同步運(yùn)行，啟動(dòng)時(shí)380v工頻電源象普通異步電機(jī)一樣，直接接入電機(jī)的三相電源輸入端，轉(zhuǎn)子回路經(jīng)“啟動(dòng)”、“運(yùn)行”自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)與轉(zhuǎn)子減壓電阻相接，把電機(jī)啟動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢旁路掉，籠型繞組在定子旋轉(zhuǎn)磁場的作用下產(chǎn)生轉(zhuǎn)子電勢形成轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場，兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場在氣隙中相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使電機(jī)異步啟動(dòng)，當(dāng)電機(jī)的轉(zhuǎn)差減小，勵(lì)磁繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢減小到要求值時(shí)，自動(dòng)開關(guān)動(dòng)作，切除減壓電阻，把勵(lì)磁繞組接 入控制回路即脈寬調(diào)制輸出電路，脈寬調(diào)制輸出一個(gè)直流同步電壓，使轉(zhuǎn)子拉入同步狀態(tài)，中心處理器根據(jù)電機(jī)的負(fù)荷情況自動(dòng)調(diào)整轉(zhuǎn)子磁場的強(qiáng)弱，從而保證電機(jī)在任何工作負(fù)荷狀態(tài)都能使功率因數(shù)C0S(p達(dá)到0. 98-1 ;大大降低了電機(jī)的無功損耗，減小了輸電網(wǎng)絡(luò)及變壓器的輸變電負(fù)擔(dān)和損失，提高了電機(jī)的工作效率，在各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域完全可以取代異步電機(jī)，該技術(shù)高效節(jié)能，利國利民。本實(shí)用新型還提供的同步調(diào)速電動(dòng)機(jī)，包括定子、轉(zhuǎn)子和控制裝置，電動(dòng)機(jī)的定子回路和轉(zhuǎn)子回路相互獨(dú)立，所述控制裝置的兩路輸出分別連接到定子回路和轉(zhuǎn)子勵(lì)磁回路，所述控制裝置包括相位比較電路、中心處理器、脈寬調(diào)制電路和異步啟動(dòng)同步運(yùn)行切換電路，所述中心處理器的兩路輸出分別連接到所述脈寬調(diào)制電路和所述異步啟動(dòng)同步運(yùn)行切換電路的輸入控制端口 ；所述異步啟動(dòng)同步運(yùn)行切換電路的輸出端口連接到電動(dòng)機(jī)定子回路，所述脈寬調(diào)制電路的輸出端口連接到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁回路；所述相位比較電路的輸入端與電動(dòng)機(jī)定子回路相耦合，所述相位比較電路的輸出端連接到所述中心處理器。在所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子上設(shè)有兩套繞組，一套是異步籠型繞組，另一套是同步勵(lì)磁繞組。綜上所述，本實(shí)用新型是增加了非調(diào)速工況即異步電機(jī)工頻啟動(dòng)和工頻運(yùn)行功能，使不需要調(diào)速的工頻運(yùn)行場合不用變頻調(diào)速裝置，同樣達(dá)到高效節(jié)能的效果，且經(jīng)濟(jì)適用，適合于不需要調(diào)速運(yùn)行的各種工頻運(yùn)行場合。同時(shí)、利用其它機(jī)械帶動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，加上直流勵(lì)磁，就可以發(fā)出380v三相交流電，適用于無電地區(qū)及無電場合。一機(jī)多用。方便靈活、高效節(jié)能。以上說明對(duì)本實(shí)用新型而言只是說明性的，而非限制性的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解，在不脫離以下所附權(quán)利要求所限定的精神和范圍的情況下，可做出許多修改，變化，或等效，但都將落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種同步調(diào)速電動(dòng)機(jī)控制裝置，其特征在于，包括相位比較電路、中心處理器、脈寬調(diào)制電路和異步啟動(dòng)同步運(yùn)行切換電路，所述中心處理器的兩路輸出分別連接到所述脈寬調(diào)制電路和所述異步啟動(dòng)同步運(yùn)行切換電路的控制輸入端ロ ；所述異步啟動(dòng)同步運(yùn)行切換電路的輸出端ロ連接到電動(dòng)機(jī)定子回路，所述脈寬調(diào)制電路的輸出端ロ連接到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁回路；所述相位比較電路的輸入端與電動(dòng)機(jī)定子回路相連接，所述相位比較電路的輸出端連接到所述中心處理器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的同步調(diào)速電動(dòng)機(jī)控制裝置，其特征在于，所述相位比較電路包括電流互感器、帶通濾波電路和比較電路，所述電流互感器耦合到電動(dòng)機(jī)定子回路，其輸出連接到所述帶通濾波電路的輸入端，所述帶通濾波電路的輸出端連接到所述比較電路的一個(gè)輸入端，所述比較電路的另ー個(gè)輸入端與所述異步啟動(dòng)同步運(yùn)行切換電路的電壓輸出端相耦合，所述比較電路的輸出端連接到所述中心處理器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的同步調(diào)速電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述比較電路包括電壓比較器和電流比較器，所述帶通濾波電路的輸出端連接到所述電流比較電路的輸入端，所述異步啟動(dòng)同步運(yùn)行切換電路的電壓輸出端連接到所述電壓比較電路的輸入端，所述電壓比較 器的輸出和所述電流比較器的輸出通過一反向求和電路做差后，將差值脈沖輸出端連接到 所述中心處理器。
4.ー種同步調(diào)速電動(dòng)機(jī)，包括定子、轉(zhuǎn)子和控制裝置，電動(dòng)機(jī)的定子回路和轉(zhuǎn)子回路相互獨(dú)立，所述控制裝置的兩路輸出分別連接到定子回路和轉(zhuǎn)子勵(lì)磁回路，其特征在于，所述控制裝置包括相位比較電路、中心處理器、脈寬調(diào)制電路和異步啟動(dòng)同步運(yùn)行切換電路，所述中心處理器的兩路輸出分別連接到所述脈寬調(diào)制電路和所述異步啟動(dòng)同步運(yùn)行切換電路的輸入控制端ロ ；所述異步啟動(dòng)同步運(yùn)行切換電路的輸出端ロ連接到電動(dòng)機(jī)定子回路，所述脈寬調(diào)制電路的輸出端ロ連接到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁回路；所述相位比較電路的輸入端與電動(dòng)機(jī)定子回路相耦合，所述相位比較電路的輸出端連接到所述中心處理器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的同步調(diào)速電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述相位比較電路包括電流互感器、帶通濾波電路和比較電路，所述電流互感器耦合到電動(dòng)機(jī)定子回路，其輸出連接到帶通濾波電路的輸入端，所述帶通濾波電路的輸出端連接到所述比較電路的一個(gè)輸入端，所述比較電路的另ー個(gè)輸入端與所述異步啟動(dòng)同步運(yùn)行切換電路的電壓輸出端相耦合，所述比較電路的輸出端連接到所述中心處理器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的同步調(diào)速電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述比較電路包括電壓比較器和電流比較器，所述帶通濾波電路的輸出端連接到所述電流比較電路的輸入端，所述異步啟動(dòng)同步運(yùn)行切換電路的電壓輸出端連接到所述電壓比較電路的輸入端，所述電壓比較器的輸出和所述電流比較器的輸出通過一反向求和電路做差后，將差值脈沖輸出端連接到所述中心處理器。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的同步調(diào)速電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子上設(shè)有兩套繞組，一套是異步籠型繞組，另ー套是同步勵(lì)磁繞組。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種同步調(diào)速電動(dòng)機(jī)及其控制裝置，所述的同步調(diào)速電動(dòng)機(jī)控制裝置，包括相位比較電路、中心處理器、脈寬調(diào)制電路和異步啟動(dòng)同步運(yùn)行切換電路，所述中心處理器的兩路輸出分別連接到所述脈寬調(diào)制電路和所述異步啟動(dòng)同步運(yùn)行切換電路的控制輸入端口；所述異步啟動(dòng)同步運(yùn)行切換電路的輸出端口連接到電動(dòng)機(jī)定子回路，所述脈寬調(diào)制電路的輸出端口連接到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁回路；所述相位比較電路的輸入端與電動(dòng)機(jī)定子回路相連接，所述相位比較電路的輸出端連接到所述中心處理器。本實(shí)用新型可達(dá)到高效節(jié)能的效果，且經(jīng)濟(jì)適用，適合于不需要調(diào)速運(yùn)行的各種工頻運(yùn)行場合。
文檔編號(hào)H02P27/08GK202586865SQ201220149258
公開日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2012年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月10日
發(fā)明者陳德義 申請(qǐng)人:陳德義