專利名稱：一種繞線式異步電動機(jī)四象限運(yùn)行的轉(zhuǎn)子變頻、分級電阻雙調(diào)速系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電機(jī)調(diào)速技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及繞線式異步電動機(jī)四象限運(yùn)行的轉(zhuǎn)子變頻、分級電阻雙調(diào)速系統(tǒng)。
2.
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)外的礦井提升機(jī)許多使用串電阻調(diào)速系統(tǒng)，雖然其控制方式簡單、初期設(shè)備投資小，但是一般電阻上消耗的功率約為電動機(jī)輸出功率的2(Γ30%，技術(shù)性能差，運(yùn)行效率低。串電阻調(diào)速系統(tǒng)控制電機(jī)在一、四象限運(yùn)行為主，罕見有能夠在交流異步電動機(jī)中完成四象限都能穩(wěn)定、準(zhǔn)確、快速的調(diào)速控制系統(tǒng)。四象限運(yùn)行的電機(jī)在2、3象限運(yùn)行時能夠?qū)﹄娋W(wǎng)進(jìn)行回饋制動，即對電網(wǎng)進(jìn)行能量反饋(類似發(fā)電機(jī)效果)，這種方式直接減少了系統(tǒng)的電能損耗，并且增加了電機(jī)在2、3象限運(yùn)行的穩(wěn)定性，提高了節(jié)電率。
3.
實用新型內(nèi)容現(xiàn)有的串電阻調(diào)速系統(tǒng)系統(tǒng)控制電機(jī)在一、四象限運(yùn)行為主，電機(jī)在第一象限運(yùn)行時電機(jī)處于電動狀態(tài)，電機(jī)在第四象限時電機(jī)處于反接制動狀態(tài)，其能量只能單向流動，不能回饋電網(wǎng)。為了減少系統(tǒng)電能損耗，使能量雙向流動，本實用新型提供了一種繞線式異步電動機(jī)四象限運(yùn)行的轉(zhuǎn)子變頻分級電機(jī)雙調(diào)速系統(tǒng)。本實用新型的繞線式異步電機(jī)四象限運(yùn)行的礦井提升機(jī)轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速系統(tǒng)主要包括:·[0006]繞線式電動機(jī)(I)換向器單元(2)定子星形閉合單元(3)固態(tài)電阻調(diào)速器單元(4)降壓變壓器單元(5)轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速單元(6)如上所述，更進(jìn)一步說明:換向器單元⑵由一對互鎖的接觸器KMl和ΚΜΓ組成，連接在電機(jī)定子側(cè)，實現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。定子星形閉合單元(3)由接觸器ΚΜ2組成，按照星形接法連接在電機(jī)定子側(cè)，實現(xiàn)電機(jī)定子封星。固態(tài)電阻調(diào)速器單元⑷由3組電阻(RQ 3，RQ 2，RQ I)和4個接觸器(KMR, KMRl, KMR2, KMR3)組成，連接于電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)。通過控制接觸器投切不同的電阻串聯(lián)在轉(zhuǎn)子回路實現(xiàn)調(diào)速功能。降壓變壓器單元(5)由星三角降壓變壓器組成。[0017]轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速單元(6)包括:依次連接于電機(jī)轉(zhuǎn)子的的三相雙向晶閘管組VT01-VT03 (6-1)、濾波電抗器L1-L3 (6-2)、逆變(整流)模塊(6_3)、穩(wěn)壓模塊(6_4)、整流(逆變)模塊(6-5);濾波電抗器L4-L6(6-6)、連接于降壓變壓器低壓側(cè)的三相雙向晶閘管組 VT04-VT06 (6-7)三相雙向晶閘管組VT01-VT03(6_1)由3支雙向晶閘管組成；濾波電抗器Ll-L3(6_2)由三臺濾波電抗器組成；逆變(整流)單元(6-3)由6支帶反并聯(lián)二極管的IGBT模塊組成；穩(wěn)壓模塊￠-4)由電容C組成；濾波電抗器L4-L6 (6-6)由三臺濾波電抗器組成；三相雙向晶閘管組VT04-VT06 (6-7 )由3支雙向晶閘管組成。
4.
圖1為本實用新型原理圖。
5.具體實施方式
為使本實用新 型的目的，技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下參照附圖并舉實施例，對本實用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明。目前的礦井提升機(jī)調(diào)速系統(tǒng)一般是由圖1中的繞線式異步電機(jī)(I)、換向單元(2)和固態(tài)電阻調(diào)速單元(4)組成，通過換向單元(2)實現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，通過固態(tài)電阻調(diào)速單元(4)串入轉(zhuǎn)子回路電阻的大小來控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而實現(xiàn)調(diào)速。本實用新型轉(zhuǎn)子變頻、分級電阻雙調(diào)速系統(tǒng)在現(xiàn)有的礦井提升機(jī)調(diào)速系統(tǒng)下增加定子星形閉合單元(2)、轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速單元(6)和降壓變壓器單元(5)，形成繞線式異步電機(jī)四象限運(yùn)行的轉(zhuǎn)子變頻分級電阻雙調(diào)速系統(tǒng)。本實用新型繞線式異步電機(jī)四象限運(yùn)行的轉(zhuǎn)子變頻、分級電阻雙調(diào)速系統(tǒng)工作原理是，當(dāng)轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速單元發(fā)成故障時，此時由換向單元(2)、繞線式異步電機(jī)(I)和固態(tài)電阻調(diào)速單元(4)組成轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速系統(tǒng)。當(dāng)電機(jī)工作在正向電動時，KMl吸合電機(jī)正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子電路串聯(lián)電阻R Ω后，使轉(zhuǎn)子電流I2’減小，轉(zhuǎn)矩T也相應(yīng)減小，電動機(jī)減速，轉(zhuǎn)差率s將增加到Sl，SE2將增加到S1E2, I2及一直增加到負(fù)載轉(zhuǎn)矩Tz時，電動機(jī)達(dá)到新的平衡狀態(tài)，電動機(jī)以對應(yīng)于Si的轉(zhuǎn)速帶負(fù)載穩(wěn)定運(yùn)行。當(dāng)電機(jī)反向電動時，ΚΜΓ吸合電機(jī)反轉(zhuǎn)，其調(diào)速方式同電機(jī)正轉(zhuǎn)調(diào)速。當(dāng)電機(jī)處于制動時，其發(fā)電產(chǎn)生的能量消耗在轉(zhuǎn)子串聯(lián)電阻上。當(dāng)轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速單元正常時，此時由定子星形閉合單元(3)、繞線式異步電機(jī)
(I)、轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速單元(6)和降壓變壓器單元(5)組成繞線式異步電動機(jī)四象限運(yùn)行的轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速系統(tǒng)。當(dāng)電機(jī)工作在正向電動時，轉(zhuǎn)子側(cè)電流的流動方向:電源電壓[I 降壓變壓器(5) 1=> 三相雙向晶閘管組(6-7)
濾波電抗器L4-L6 (6-6)整流模塊(6-5)穩(wěn)壓模塊(6-4)1=>
逆變模塊(6-3)[> 濾波電抗器Ll-L3(6-2) 1=>三相雙向晶閘管組(6-1) 1=>繞線式異步電機(jī)轉(zhuǎn)子(I)首先將6-10KV的三相電源電壓通過降壓變壓器降到所需的電壓等級，再將降壓后的三相電壓進(jìn)行濾波、整流、穩(wěn)壓、逆變、濾波輸入到繞線式異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子上，通過轉(zhuǎn)子電流形成旋轉(zhuǎn)的主磁場，轉(zhuǎn)子繞組被這種旋轉(zhuǎn)磁場切割，轉(zhuǎn)子繞組上會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，繞組在旋轉(zhuǎn)磁場中，并載有由感應(yīng)作用所產(chǎn)生的電流，這樣繞組必然會受到電磁力，使電機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。該系統(tǒng)的啟動過程為:斷路器QS閉合，然后控制定子封星單元KM2吸合，然后控制三相雙向晶閘管組(6-7)和三相雙向晶閘管組(6-1)導(dǎo)通，此時轉(zhuǎn)子變頻單元開始對降壓后的電壓進(jìn)行濾波、整流、穩(wěn)壓、逆變、濾波輸入到繞線式異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子上，使電機(jī)開始旋轉(zhuǎn)。通過控制整流、逆變模塊使電機(jī)得到不同的轉(zhuǎn)子電壓，從而實現(xiàn)電機(jī)調(diào)速。通過控制整流的模塊的觸發(fā)信號，使三相電源的換相，實現(xiàn)電機(jī)的反相電動。當(dāng)電機(jī)處于制動狀態(tài)的時，其電流流動方向為繞線式異步電機(jī)轉(zhuǎn)子(I) ^=>三相雙向晶閘管組(6-1) 匸> 濾波電抗 器
Ll-L3(6-2) 1=> 整流模塊(6-3) 1=^> 穩(wěn)壓模塊(6-4) 1=>整流模 塊(6-5 )
濾波電抗器L4-L6(6-6)[> 三相雙向晶閘管組(6-7) 1=^> 降
壓
變壓器(5)丨———〉電源電壓電機(jī)處于制動狀態(tài)的時候(相當(dāng)于發(fā)電機(jī))，電機(jī)產(chǎn)生的電壓通過濾波、整流、穩(wěn)壓、逆變、濾波和變壓把能量反饋回電網(wǎng)，減少了系統(tǒng)的電能損耗，提高了節(jié)電率。本實用新型所述裝置不僅可用于電機(jī)調(diào)速技術(shù)，也可被用于其他可以適用的地方，應(yīng)當(dāng)指出，以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方法，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變化，這些改進(jìn)和變化也應(yīng)視為本實用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種繞線式異步電動機(jī)四象限運(yùn)行的轉(zhuǎn)子變頻分級電機(jī)雙調(diào)速系統(tǒng)，其特征在于: 所述系統(tǒng)包括: 繞線式電動機(jī)(I); 換向器單元⑵； 定子星形閉合單元(3)； 固態(tài)電阻調(diào)速器單元(4)； 降壓變壓器單元(5)； 轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速單元(6)； 其中， 繞線式電動機(jī)(I)的三個轉(zhuǎn)子在一個方向順序連接定子星形閉合單元(3)和換向器單元(2)，繼而與6/10KV的三相電源連接； 繞線式電動機(jī)(I)的另外三個轉(zhuǎn)子在另一個方向順序連接固態(tài)電阻調(diào)速器單元(4)和轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速單元(6)； 降壓變壓器單元(5)的一端與6/10KV的三相電源連接，另一端連接轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速單元(6)。
2.如權(quán)利要求1中所述的系統(tǒng)，其特征在于:· 換向器單元⑵由一對互鎖的接觸器KMl和ΚΜΓ組成，連接在電機(jī)定子側(cè)，實現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。
3.如權(quán)利要求2中所述的系統(tǒng)，其特征在于: 定子星形閉合單元(3)由接觸器KM2組成，按照星形接法連接在電機(jī)定子側(cè)，實現(xiàn)電機(jī)定子封星。
4.如權(quán)利要求3中所述的系統(tǒng)，其特征在于: 固態(tài)電阻調(diào)速器單元⑷由3組電阻(RQ 3，RQ 2，RQ I)和4個接觸器(KMR, KMRl, KMR2, KMR3)組成，連接于電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)，通過控制接觸器投切不同的電阻串聯(lián)在轉(zhuǎn)子回路實現(xiàn)調(diào)速功能。
5.如權(quán)利要求4中所述的系統(tǒng)，其特征在于: 降壓變壓器單元(5)由星三角降壓變壓器組成。
6.如權(quán)利要求5中所述的系統(tǒng)，其特征在于: 轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速單元(6)包括:依次連接于電機(jī)轉(zhuǎn)子的的三相雙向晶閘管組VT01-VT03 (6-1)、濾波電抗器L1-L3 (6-2)、逆變(整流)模塊(6_3)、穩(wěn)壓模塊(6_4)、整流(逆變)模塊(6-5);濾波電抗器L4-L6(6-6)、連接于降壓變壓器低壓側(cè)的三相雙向晶閘管組 VT04-VT06 (6-7)。
7.如權(quán)利要求6中所述的系統(tǒng)，其特征在于: 三相雙向晶閘管組VT01-VT03 (6-1)由3支雙向晶閘管組成； 濾波電抗器Ll-L3(6-2)由三臺濾波電抗器組成； 逆變(整流)單元(6-3)由6支帶反并聯(lián)二極管的IGBT模塊組成； 穩(wěn)壓模塊(6-4)由電容C組成； 濾波電抗器L4-L6(6-6)由三臺濾波電抗器組成； 三相雙向晶閘管組VT04-VT06 (6-7 )由3支雙向晶閘管組成。
專利摘要本實用新型公開了一種繞線式異步電動機(jī)四象限運(yùn)行的轉(zhuǎn)子變頻、分級電機(jī)雙調(diào)速系統(tǒng)。本實用新型的繞線式異步電機(jī)四象限運(yùn)行的礦井提升機(jī)轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速系統(tǒng)主要包括繞線式電動機(jī)(1)，換向器單元(2)，定子星形閉合單元(3)，固態(tài)電阻調(diào)速器單元(4)，降壓變壓器單元(5)，轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速單元(6)。本實用新型減少系統(tǒng)電能損耗，使能量雙向流動，濾波和變壓把能量反饋回電網(wǎng)，減少了系統(tǒng)的電能損耗，提高了節(jié)電率。
文檔編號H02P25/02GK203135788SQ20132002995
公開日2013年8月14日 申請日期2013年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月21日
發(fā)明者黃中軍, 范月明, 唐川 申請人:四川極度電控系統(tǒng)制造有限責(zé)任公司