新型永磁同步電機(jī)的繞組串并聯(lián)轉(zhuǎn)換裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新型永磁同步電機(jī)的繞組串并聯(lián)轉(zhuǎn)換裝置，包括控制器和轉(zhuǎn)換接觸器；控制器控制轉(zhuǎn)換接觸器的開通和關(guān)斷；新型永磁同步電機(jī)定子的每套繞組的兩個(gè)連接端均與轉(zhuǎn)換接觸器的活動(dòng)觸點(diǎn)連接，轉(zhuǎn)換接觸器的活動(dòng)觸點(diǎn)在轉(zhuǎn)換接觸器線圈斷電時(shí)將定子的每相繞組實(shí)現(xiàn)串聯(lián)連接或并聯(lián)連接，并在轉(zhuǎn)換接觸器線圈上電時(shí)將定子的每相繞組的串并聯(lián)方式進(jìn)行轉(zhuǎn)換。本發(fā)明采用控制器、繼電器和接觸器實(shí)現(xiàn)了新型永磁同步電機(jī)繞組的串并聯(lián)轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)了新型永磁同步電機(jī)重載時(shí)低速大扭矩、輕載時(shí)高速低扭矩的運(yùn)轉(zhuǎn)功能和電機(jī)多倍率擴(kuò)速要求，提高了新型永磁同步電機(jī)的工作效率，適用于各類需要新型永磁同步電機(jī)的場合，極大地提高生產(chǎn)效率和能量利用率。
【專利說明】
新型永磁同步電機(jī)的繞組串并聯(lián)轉(zhuǎn)換裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明具體涉及一種新型永磁同步電機(jī)的繞組串并聯(lián)轉(zhuǎn)換裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，隨著我國經(jīng)濟(jì)技術(shù)的快速發(fā)展，制造業(yè)已經(jīng)成為我國的重要經(jīng)濟(jì)支柱之一。而在制造業(yè)當(dāng)中，起升機(jī)構(gòu)(又稱電動(dòng)葫蘆)發(fā)揮著舉足輕重的作用。
[0003]永磁同步電機(jī)以其效率高、功率因數(shù)高、電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單靈活、可靠性高、體積小而功率密度大、起動(dòng)力矩大、噪音小、溫升低等一系列優(yōu)點(diǎn)，得到了長足的發(fā)展，廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車等高端應(yīng)用領(lǐng)域。同時(shí)，永磁同步電機(jī)近年來也逐步應(yīng)用在起升機(jī)構(gòu)中，承擔(dān)著起升機(jī)構(gòu)的核心動(dòng)力源的角色。
[0004]然而，傳統(tǒng)的起升機(jī)構(gòu)通常需要設(shè)置減速機(jī)構(gòu)，如常見的齒輪減速箱等進(jìn)行變速。但是對于驅(qū)動(dòng)起升機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)而言，往往需要設(shè)置龐大的齒輪箱進(jìn)行減速，不僅體積大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)成本和維護(hù)費(fèi)用高，而且還帶來了額外的動(dòng)力消耗，降低起升機(jī)構(gòu)的整體效率。
[0005]此外，傳統(tǒng)起升機(jī)構(gòu)再重載和輕載時(shí)的起升速度幾乎一樣，即使重載和輕載速度有差別也不會(huì)超過3倍，這使得起升機(jī)構(gòu)在輕載工作時(shí)，其工作效率極低。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種重載時(shí)能夠提供低速大扭矩、而輕載時(shí)能夠提供高速運(yùn)轉(zhuǎn)、實(shí)現(xiàn)電機(jī)多倍率擴(kuò)速要求，從而提高電機(jī)工作效率的新型永磁同步電機(jī)的繞組串并聯(lián)轉(zhuǎn)換裝置。
[0007]本發(fā)明提供的這種新型永磁同步電機(jī)的繞組串并聯(lián)轉(zhuǎn)換裝置，包括控制器和轉(zhuǎn)換接觸器;控制器與轉(zhuǎn)換接觸器的線圈連接并控制轉(zhuǎn)換接觸器線圈的通電或斷電；新型永磁同步電機(jī)定子的每套繞組的兩個(gè)連接端均與轉(zhuǎn)換接觸器的活動(dòng)觸點(diǎn)連接，轉(zhuǎn)換接觸器的活動(dòng)觸點(diǎn)在轉(zhuǎn)換接觸器線圈斷電時(shí)將新型永磁同步電機(jī)定子的每相繞組實(shí)現(xiàn)串聯(lián)連接或并聯(lián)連接，并在轉(zhuǎn)換接觸器線圈上電時(shí)將新型永磁同步電機(jī)定子的每相繞組的串并聯(lián)方式進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
[0008]所述的新型永磁同步電機(jī)的繞組串并聯(lián)轉(zhuǎn)換裝置還包括轉(zhuǎn)換中間繼電器;轉(zhuǎn)換中間繼電器的線圈連接在控制器與電源線之間，轉(zhuǎn)換中間繼電器的活動(dòng)觸點(diǎn)與轉(zhuǎn)換接觸器的線圈串接;控制器通過控制轉(zhuǎn)換中間繼電器的開通與關(guān)斷，從而控制轉(zhuǎn)換接觸器線圈的通電或者斷電。
[0009]所述的新型永磁同步電機(jī)為三相永磁同步電機(jī)，定子繞組每相具有2套繞組。
[0010]所述的轉(zhuǎn)換接觸器有3臺(tái)。
[0011]所述的新型永磁同步電機(jī)的繞組串并聯(lián)轉(zhuǎn)換裝置，轉(zhuǎn)換中間繼電器的線圈與控制器連接;三臺(tái)轉(zhuǎn)換接觸器的線圈并聯(lián)后與轉(zhuǎn)換中間繼電器的活動(dòng)觸點(diǎn)串接在電源線之間；三相電源線分別連接到新型永磁同步電機(jī)第一相繞組的第一套繞組的一端、第二相繞組的第一套繞組的一端和第三相繞組的第一套繞組的一端;第一轉(zhuǎn)換接觸器的常閉觸點(diǎn)連接新型永磁同步電機(jī)第一相繞組的第一套繞組的另一端和第二套繞組的一端，第一常開觸點(diǎn)連接第一套繞組的一端和第二套繞組的一端，第二常開觸點(diǎn)連接第一套繞組的另一端和第二套繞組的另一端;第二轉(zhuǎn)換接觸器、第三轉(zhuǎn)換接觸器的觸點(diǎn)采用相同的連接方式分別與新型永磁同步電機(jī)的第二相繞組、第三相繞組進(jìn)行連接;第一相繞組的第二套繞組的另一端與第二相繞組的第二套繞組的另一端、第三相繞組的第二套繞組的另一端短接在一起。
[0012]所述的新型永磁同步電機(jī)的繞組串并聯(lián)轉(zhuǎn)換裝置還包括啟動(dòng)接觸器;啟動(dòng)接觸器的線圈連接在控制器與電源線之間，啟動(dòng)接觸器的活動(dòng)觸點(diǎn)連接在新型永磁同步電機(jī)定子繞組的電源輸入端;控制器通過控制啟動(dòng)接觸器線圈的上電與斷電，從而控制新型永磁同步電機(jī)定子繞組的上電和斷電。
[0013]所述的新型永磁同步電機(jī)的繞組串并聯(lián)轉(zhuǎn)換裝置還包括啟動(dòng)中間繼電器;啟動(dòng)中間繼電器的線圈連接在控制器與電源線之間，啟動(dòng)中間繼電器的活動(dòng)觸點(diǎn)與啟動(dòng)接觸器的線圈串接;控制器通過控制啟動(dòng)中間繼電器的開通與關(guān)斷，從而控制啟動(dòng)接觸器線圈的通電或者斷電。
[0014]本發(fā)明提供的這種新型永磁同步電機(jī)的繞組串并聯(lián)轉(zhuǎn)換裝置，采用控制器、繼電器和接觸器實(shí)現(xiàn)了新型永磁同步電機(jī)繞組的串聯(lián)和并聯(lián)轉(zhuǎn)換，從而實(shí)現(xiàn)了所述新型永磁同步電機(jī)在重載時(shí)提供低速大扭矩、而輕載時(shí)提供高速低扭矩運(yùn)轉(zhuǎn)的功能，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了電機(jī)多倍率擴(kuò)速要求，極大地提高了新型永磁同步電機(jī)的工作效率。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的一種實(shí)施例的電機(jī)繞組示意圖。
[0016]圖2為本發(fā)明的一種實(shí)施例的控制電路原理圖。
[0017]圖3為本發(fā)明的一種實(shí)施例的電機(jī)繞組與接觸器活動(dòng)觸點(diǎn)連接的電路原理圖。
[0018]圖4為本發(fā)明的一種實(shí)施例的電機(jī)繞組串聯(lián)示意圖。
[0019]圖5為本發(fā)明的一種實(shí)施例的電機(jī)繞組并聯(lián)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下結(jié)合一個(gè)具體實(shí)施例對本發(fā)明提供的這種新型永磁同步電機(jī)的繞組串并聯(lián)轉(zhuǎn)換裝置進(jìn)行進(jìn)一步說明。
[0021 ]圖1?圖5均為本發(fā)明的同一實(shí)施例下的不意圖。
[0022]如圖1所示為本發(fā)明的一種實(shí)施例的電機(jī)定子繞組示意圖:本發(fā)明的控制對象是新型永磁同步電機(jī)的定子繞組。新型永磁同步電機(jī)采用三相新型永磁同步電機(jī)，其定子繞組共有三相，分別為A相、B相和C相，每相繞組分別具有2套繞組，且每套繞組的兩個(gè)連接端均可與外部電路進(jìn)行連接:A相繞組的第一套繞組的兩個(gè)連接端為圖中Al和Xl所示，A相繞組的第二套繞組的兩個(gè)連接端為圖中的A2和X2所示;B相繞組的第一套繞組的兩個(gè)連接端為圖中BI和Yl所示，B相繞組的第二套繞組的兩個(gè)連接端為圖中的B2和Y2所示;C相繞組的第一套繞組的兩個(gè)連接端為圖中Cl和Zl所示，C相繞組的第二套繞組的兩個(gè)連接端為圖中的C2和Z2所示。
[0023]如圖2所示為本發(fā)明的一種實(shí)施例的控制電路原理圖:本發(fā)明的控制電路中，控制器連接啟動(dòng)中間繼電器(圖中標(biāo)示ΚΑΙ)的線圈，啟動(dòng)中間繼電器的活動(dòng)觸點(diǎn)(采用常開觸點(diǎn))與啟動(dòng)接觸器的線圈串接在電源線(圖中標(biāo)示L和N)之間；控制器同時(shí)連接轉(zhuǎn)換中間繼電器(圖中標(biāo)示ΚΑ2)的線圈，轉(zhuǎn)換中間繼電器的活動(dòng)觸點(diǎn)(采用常開觸點(diǎn))與并聯(lián)后的三臺(tái)轉(zhuǎn)換接觸器(圖中標(biāo)示Κ1、Κ2和Κ3)的線圈串接在電源線(圖中標(biāo)示L和N)之間；控制器通過控制啟動(dòng)中間繼電器的開通與關(guān)斷，從而控制啟動(dòng)接觸器的線圈的通電與斷電；同樣的，控制器通過控制轉(zhuǎn)換中間繼電器的開通與關(guān)斷，從而控制轉(zhuǎn)換接觸器的線圈的通電與斷電。
[0024]如圖3所示為本發(fā)明的一種實(shí)施例的電機(jī)繞組與接觸器活動(dòng)觸點(diǎn)連接的電路原理圖:該實(shí)施例中，三相電源(圖中標(biāo)示U0、V0和W0)通過變頻器UFl與新型永磁同步電機(jī)連接；變頻器的輸出端(圖中標(biāo)示Vl和Wl)通過啟動(dòng)接觸器(圖中標(biāo)示K0)的活動(dòng)觸點(diǎn)(采用常開觸點(diǎn))與新型永磁同步電機(jī)的定子繞組連接;變頻器輸出端的第一電源線(圖中標(biāo)示Ul)直接與新型永磁同步電機(jī)的A相繞組的第一套繞組的Al端連接，Al端通過第一轉(zhuǎn)換接觸器(圖中標(biāo)示Kl)的第一常開觸點(diǎn)與A相繞組的第二套繞組的A2端連接，A2端同時(shí)與第一套繞組的另一端，g卩Xl端，通過第一轉(zhuǎn)換接觸器的常閉觸點(diǎn)連接，同時(shí)Xl端還通過第一轉(zhuǎn)換接觸器的第二常開觸點(diǎn)與第二套繞組的另一端，即X2端，連接;同樣的，變頻器輸出的第二電源線(圖中標(biāo)示V2)和新型永磁同步電機(jī)的B相繞組的兩套繞組采用相同的連接方式進(jìn)行連接；同樣的，變頻器輸出的第三電源線(圖中標(biāo)示W(wǎng)2)與新型永磁同步電機(jī)的C相繞組的兩套繞組采用相同的連接方式進(jìn)行連接;最后，新型永磁同步電機(jī)的A相繞組的第二套繞組的X2端、B相繞組的第二套繞組的Y2端、C相繞組的第二套繞組的Z2端均短接在一起，用于保證新型三相永磁同步電機(jī)的定子繞組是Y型連接。
[0025]在本實(shí)施例中，本發(fā)明提供的這種新型永磁同步電機(jī)的繞組串并聯(lián)轉(zhuǎn)換裝置，在不上電時(shí)，啟動(dòng)中間繼電器KAl線圈不帶電，因此啟動(dòng)中間繼電器的常開活動(dòng)觸點(diǎn)斷開，啟動(dòng)接觸器KO的線圈不帶電，此時(shí)變頻器的輸出端三相電源僅有一相接入到新型永磁同步電機(jī)，因此電機(jī)不啟動(dòng)；如果要啟動(dòng)新型永磁同步電機(jī)，則控制器驅(qū)動(dòng)啟動(dòng)中間繼電器KAl的線圈帶電，此時(shí)啟動(dòng)中間繼電器的常開活動(dòng)觸點(diǎn)閉合，啟動(dòng)接觸器KO的線圈帶電，啟動(dòng)接觸器的常開觸點(diǎn)吸合，變頻器的三相輸出電源分別輸入到新型永磁同步電機(jī)的A相、B相和C相，電機(jī)啟動(dòng)。
[0026]在電機(jī)啟動(dòng)后，若控制器不驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換中間繼電器KA2的線圈，則轉(zhuǎn)換中間繼電器的常開活動(dòng)觸點(diǎn)依然保持?jǐn)嚅_狀態(tài)，三臺(tái)轉(zhuǎn)換接觸器的線圈均不帶電，此時(shí)新型永磁同步電機(jī)的定子繞組的連接狀態(tài)如圖4所示，此時(shí)新興永磁同步電機(jī)的定子繞組采用Y型連接，每相繞組均具有兩套繞組(A相為Al-Xl繞組和A2-X2繞組;B相為Bl-Yl繞組和B2-Y2繞組;C相為Cl-Zl繞組和C2-Z2繞組)，且此時(shí)每相繞組中的兩套繞組為串接形式，S卩A相電源連接Al端，電流通過第一套繞組Al-Xl后到達(dá)第二套繞組的A2端，然后通過第二套繞組A2-X2后到達(dá)中性點(diǎn)O處；同樣的，B相、C相電源電流也是在各相繞組中的兩套繞組中依次流過，再到達(dá)中性點(diǎn)。在該種連接狀態(tài)下，新型永磁同步電機(jī)的定子繞組串聯(lián)，特別適用于電機(jī)重載的狀態(tài):在該種狀態(tài)下，電機(jī)實(shí)現(xiàn)了低轉(zhuǎn)速-大扭矩，電機(jī)重載狀態(tài)時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)速度慢，但是輸出力矩足夠大，既保證了電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性，又保證了電機(jī)有足夠的力矩輸出。
[0027]在電機(jī)啟動(dòng)后，若控制器驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換中間繼電器KA2的線圈，則轉(zhuǎn)換中間繼電器的常開活動(dòng)觸點(diǎn)吸合，此時(shí)三臺(tái)轉(zhuǎn)換接觸器的線圈均帶電，新型永磁同步電機(jī)的定子繞組的連接狀態(tài)如圖5所示，即新興永磁同步電機(jī)的定子繞組采用Y型連接，每相繞組均具有兩套繞組(A相為Al-Xl繞組和A2-X2繞組;B相為Bl-Yl繞組和B2-Y2繞組;C相為Cl-Zl繞組和C2-Z2繞組)，且此時(shí)每相繞組中的兩套繞組為并接形式:由于A相繞組的第一套繞組的Al端與第二套繞組的A2端短接，那么A相電源連接Al端也同時(shí)連接A2端，第一套繞組的Xl端和第二套繞組的A2端斷開，第一套繞組的Xl端和第二套繞組的X2端短接，變頻器輸出的A相電源電流輸入到新興永磁同步電機(jī)的A相時(shí)，電流同時(shí)流過A相的兩套繞組Al-Xl和A2-X2，然后同時(shí)流入中性點(diǎn)O;同樣的，B相、C相電源電流也是在各相繞組中的兩套繞組中同時(shí)流過，再同時(shí)到達(dá)中性點(diǎn)。在該種連接狀態(tài)下，新型永磁同步電機(jī)的定子繞組并聯(lián)，此時(shí)新型永磁同步電機(jī)工作在高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，提供高轉(zhuǎn)速-低轉(zhuǎn)矩的輸出特性，特別適用于電機(jī)輕載的狀態(tài):在該種狀態(tài)下，電機(jī)實(shí)現(xiàn)了多倍率擴(kuò)速，電機(jī)輕載狀態(tài)時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)速度快，極大地節(jié)約了時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。
[0028]本發(fā)明提供的這種新型永磁同步電機(jī)的繞組串并聯(lián)轉(zhuǎn)換裝置，采用控制器、繼電器和接觸器實(shí)現(xiàn)了新型永磁同步電機(jī)繞組的串聯(lián)和并聯(lián)轉(zhuǎn)換，從而實(shí)現(xiàn)了所述新型永磁同步電機(jī)在重載時(shí)提供低速大扭矩、而輕載時(shí)提供高速低扭矩運(yùn)轉(zhuǎn)的功能，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了電機(jī)多倍率擴(kuò)速要求，極大地提高了新型永磁同步電機(jī)的工作效率。本發(fā)明適用于包括起升機(jī)構(gòu)在內(nèi)的各類需要新型永磁同步電機(jī)的場合，本發(fā)明能夠極大的提高生產(chǎn)效率和能量利用率。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型永磁同步電機(jī)的繞組串并聯(lián)轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于包括控制器和轉(zhuǎn)換接觸器;控制器與轉(zhuǎn)換接觸器的線圈連接并控制轉(zhuǎn)換接觸器線圈的通電或斷電；新型永磁同步電機(jī)定子的每套繞組的兩個(gè)連接端均與轉(zhuǎn)換接觸器的活動(dòng)觸點(diǎn)連接，轉(zhuǎn)換接觸器的活動(dòng)觸點(diǎn)在轉(zhuǎn)換接觸器線圈斷電時(shí)將新型永磁同步電機(jī)定子的每相繞組實(shí)現(xiàn)串聯(lián)連接或并聯(lián)連接，并在轉(zhuǎn)換接觸器線圈上電時(shí)將新型永磁同步電機(jī)定子的每相繞組的串并聯(lián)方式進(jìn)行轉(zhuǎn)換。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型永磁同步電機(jī)的繞組串并聯(lián)轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于還包括轉(zhuǎn)換中間繼電器;轉(zhuǎn)換中間繼電器的線圈連接在控制器與電源線之間，轉(zhuǎn)換中間繼電器的活動(dòng)觸點(diǎn)與轉(zhuǎn)換接觸器的線圈串接;控制器通過控制轉(zhuǎn)換中間繼電器的開通與關(guān)斷，從而控制轉(zhuǎn)換接觸器線圈的通電或者斷電。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型永磁同步電機(jī)的繞組串并聯(lián)轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于所述的新型永磁同步電機(jī)為三相永磁同步電機(jī)，定子繞組每相具有2套繞組。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型永磁同步電機(jī)的繞組串并聯(lián)轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于所述的轉(zhuǎn)換接觸器有3臺(tái)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的新型永磁同步電機(jī)的繞組串并聯(lián)轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于所述的新型永磁同步電機(jī)的繞組串并聯(lián)轉(zhuǎn)換裝置，轉(zhuǎn)換中間繼電器的線圈與控制器連接;三臺(tái)轉(zhuǎn)換接觸器的線圈并聯(lián)后與轉(zhuǎn)換中間繼電器的活動(dòng)觸點(diǎn)串接在電源線之間;三相電源線分別連接到新型永磁同步電機(jī)第一相繞組的第一套繞組的一端、第二相繞組的第一套繞組的一端和第三相繞組的第一套繞組的一端;第一轉(zhuǎn)換接觸器的常閉觸點(diǎn)連接新型永磁同步電機(jī)第一相繞組的第一套繞組的另一端和第二套繞組的一端，第一常開觸點(diǎn)連接第一套繞組的一端和第二套繞組的一端，第二常開觸點(diǎn)連接第一套繞組的另一端和第二套繞組的另一端;第二轉(zhuǎn)換接觸器、第三轉(zhuǎn)換接觸器的觸點(diǎn)采用相同的連接方式分別與新型永磁同步電機(jī)的第二相繞組、第三相繞組進(jìn)行連接;第一相繞組的第二套繞組的另一端與第二相繞組的第二套繞組的另一端、第三相繞組的第二套繞組的另一端短接在一起。6.根據(jù)權(quán)利要求1?5之一所述的新型永磁同步電機(jī)的繞組串并聯(lián)轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于還包括啟動(dòng)接觸器；啟動(dòng)接觸器的線圈連接在控制器與電源線之間，啟動(dòng)接觸器的活動(dòng)觸點(diǎn)連接在新型永磁同步電機(jī)定子繞組的電源輸入端;控制器通過控制啟動(dòng)接觸器線圈的上電與斷電，從而控制新型永磁同步電機(jī)定子繞組的上電和斷電。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的新型永磁同步電機(jī)的繞組串并聯(lián)轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于所述的新型永磁同步電機(jī)的繞組串并聯(lián)轉(zhuǎn)換裝置還包括啟動(dòng)中間繼電器;啟動(dòng)中間繼電器的線圈連接在控制器與電源線之間，啟動(dòng)中間繼電器的活動(dòng)觸點(diǎn)與啟動(dòng)接觸器的線圈串接;控制器通過控制啟動(dòng)中間繼電器的開通與關(guān)斷，從而控制啟動(dòng)接觸器線圈的通電或者斷電。
【文檔編號】H02P25/18GK105871290SQ201610348277
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月24日
【發(fā)明人】鄭慶華, 喻連生, 陳磊, 陳程, 謝利軍
【申請人】江西工埠機(jī)械有限責(zé)任公司