一种无刷双馈电动机的异步软启动结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及无刷双馈电机技术领域，特别是涉及一种无刷双馈电动机的异步软启动结构。
【背景技术】
[0002]无刷双馈电机是一种新型电机。无刷双馈电机从级联电机演化而来，通过两套定子绕组(分别为功率绕组Pp和控制绕组Pc)和特殊设计的转子来实现无电刷结构;通过对控制绕组的变压变频控制实现无刷双馈电机变速恒频发电或变频调速电动运行。作为电动机运行时，涉及到启动问题。无刷双馈电动机的启动是指电机从转速为O上升到自然同步速N的过程。
[0003]目前无刷双馈电动机启动方式可分为同步启动和异步启动，同步启动是无刷双馈电动机两套定子绕组同时加激励源，此时电机表现出同步电机特性。具体是功率绕组Pp加工频电源激励，控制绕组加变频电源激励，控制绕组频率从-50Hz增加到OHz，相应电机转速就能从O增加到N，从而启动电动机。同步启动的问题在于需要全功率的变频器，这与无刷双馈电动机能够使用部分容量变频器控制的初衷相违背，所以主流的启动方式还是异步启动。
[0004]异步启动是无刷双馈电动机两套定子绕组只有一套绕组加激励源，另一套绕组短路或配置专门启动设备，此时电机符合异步电机特性。异步启动特别是大功率无刷双馈电动机异步启动时需要解决与异步电机启动时相同的启动电流过大所带来的各种问题。为了解决启动电流过大的问题，现有技术主要采用的异步启动方法是专门配置频敏变阻器或可调电阻器启动的启动方式，但是，该方式大大增加了电机配套设备和生产运行成本。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种无刷双馈电动机的异步软启动结构，该异步软启动结构配合软件控制就可既解决启动电流过大的问题，又解决了体积大和成本高的问题。
[0006]本实用新型的目的通过以下技术方案实现:
[0007]提供一种无刷双馈电动机的异步软启动结构，包括变频器，所述变频器的输出接无刷双馈电动机的控制绕组Pc，无刷双馈电动机的功率绕组Pp通过第三开关KM3接至工频电源。本实用新型中，所述变频器为PWM式变频器，所述功率绕组Pp接有用于短接功率绕组Pp的短接器件。
[0008]所述短接器件为第四开关KM4，所述第四开关KM4接于功率绕组Pp与第三开关KM3之间。
[0009 ]所述变频器包括将三相交流电源整流输出的整流电路、接于整流电路的输出端的母线电容C、接于母线电容C的输出端的三相全桥逆变电路VI，三相全桥逆变电路VI的输出端接无刷双馈电动机的控制绕组Pc。
[0010]所述整流电路为三相全桥不控整流电路VR，所述三相全桥不控整流电路VR的输出端接所述母线电容C。
[0011]所述整流电路还包括第一开关KMl、软启动电阻R、第二开关KM2和输入电抗器L，三相交流电源依次接第一开关KM1、第二开关KM2、输入电抗器L和所述三相全桥不控整流电路VR，软启动电阻与第二开关KM2并联。
[0012]本实用新型的有益效果:
[0013]本实用新型的一种无刷双馈电动机的异步软启动结构，通过采用PffM(脉冲宽度调制)式的变频器，在功率绕组Pp接有用于短接功率绕组Pp的短接器件，先利用短接器件将功率绕组Pp短接，再控制变频器输出的电压频率和幅值来起动无刷双馈电动机，等无刷双馈电动机的转速稳定后，控制变频器输出对应该转速的频率，再将功率绕组Pp接至工频电源，接着控制变频器逐渐减小输出频率，直到输出直流激励，则完成无刷双馈电动机的异步软启动结构，本实用新型的变频器无需使用制动电路，也无需利用频敏变阻器(或可调电阻器)来降低启动电流，更无需使用启动电阻来短接控制绕组，在硬件结构上只需增加一个短接器件，配合软件控制就可实现无刷双馈电动机的小电流、低成本的软启动，无刷双馈电动机的异步软启动结构的结构简单，可缩减设备体积。
【附图说明】
[0014]利用附图对实用新型作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本实用新型的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
[0015]图1是本实用新型的一种无刷双馈电动机的异步动结构的电路示意图。
【具体实施方式】
[0016]结合以下实施例对本实用新型作进一步描述。
[0017]本实施例的一种无刷双馈电动机的异步软启动结构，如图1所示，包括变频器，所述变频器的输出接无刷双馈电动机的控制绕组Pc，无刷双馈电动机的功率绕组Pp通过接触器KM3接至工频电源，本实用新型中，所述变频器为P丽式变频器，所述功率绕组Pp接有用于短接功率绕组Pp的短接器件。
[0018]所述短接器件为接触器KM4，所述接触器KM4接于功率绕组Pp与接触器KM3之间。
[0019]所述变频器包括将三相交流电源整流输出的整流电路、接于整流电路的输出端的母线电容C、接于母线电容C的输出端的三相全桥逆变电路VI，三相全桥逆变电路VI的输出端接无刷双馈电动机的控制绕组Pc。
[0020]所述整流电路为三相全桥不控整流电路VR，所述三相全桥不控整流电路VR的输出端接所述母线电容C。
[0021]所述整流电路还包括输入接触器KMl、软启动电阻R、软启动接触器KM2和输入电抗器L，三相交流电源依次接输入接触器KM1、软启动接触器KM2、输入电抗器L和所述三相全桥不控整流电路VR，软启动电阻与软启动接触器KM2并联。
[0022]本实施例的异步软启动结构，通过以下控制方式控制:
[0023]步骤A:断开接触器KM3，将与接触器KM3并联的接触器KM4闭合来实现将功率绕组Pp短接，无刷双馈电动机此时等效为普通异步电机；
[0024]步骤Al:断开接触器KM2和接触器KM3，闭合接触器KMl，检测直流母线电压，当直流母线电压达到预定范围后，闭合KM2，完成PffM式变频器的软启动。
[0025]步骤B:逐步增大PWM式变频器输出至控制绕组的电压幅值和频率，无刷双馈电动机的转速会随之逐渐增大；
[0026]步骤C:当电动机的转速接近同步转速且稳定后，控制PWM式变频器输出与无刷双馈电动机的实际转速对应控制绕组的频率的激励；
[0027]步骤D:断开接触器KM4，闭合接触器KM3来实现将功率绕组Pp接入工频激励，将无刷双馈电动机由一组激励源的异步运行状态拖入到两组激励源同时作用的同步运行状态；
[0028]步骤E:当电动机进入同步运行模式后，控制PffM式变频器逐渐减小输出频率，直到输出直流激励，此时无刷双馈电动机运行在自然同步速N，完成电动机的软启动。
[0029]在起动过程中，接触器开关状态均保持不变。
[0030]本实施例的一种无刷双馈电动机的异步软启动结构，通过采用PWM(脉冲宽度调制)式的变频器，在功率绕组Pp接有用于短接功率绕组Pp的短接器件，先利用短接器件将功率绕组Pp短接，再控制变频器输出的电压频率和幅值来起动无刷双馈电动机，等无刷双馈电动机的转速稳定后，控制变频器输出对应该转速的频率，再将功率绕组Pp接至工频电源，接着控制变频器逐渐减小输出频率，直到输出直流激励，则完成无刷双馈电动机的异步软启动结构，本实用新型的变频器无需使用制动电路，也无需利用频敏变阻器(或可调电阻器)来降低启动电流，更无需使用启动电阻来短接控制绕组，在硬件结构上只需增加一个短接器件，配合软件控制就可实现无刷双馈电动机的小电流、低成本的软启动，无刷双馈电动机的异步软启动结构的结构简单，可缩减设备体积。
[0031]最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。
【主权项】
1.一种无刷双馈电动机的异步软启动结构，包括变频器，所述变频器的输出接无刷双馈电动机的控制绕组(Pc)，无刷双馈电动机的功率绕组(Pp)通过第三开关(KM3)接至工频电源，其特征在于:所述变频器为PWM式变频器，所述功率绕组(Pp)接有用于短接功率绕组(Pp)的短接器件。2.如权利要求1所述的一种无刷双馈电动机的异步软启动结构，其特征在于:所述短接器件为第四开关(KM4)，所述第四开关(KM4)接于功率绕组(Pp)与第三开关(KM3)之间。3.如权利要求1所述的一种无刷双馈电动机的异步软启动结构，其特征在于:所述变频器包括将三相交流电源整流输出的整流电路、接于整流电路的输出端的母线电容(C)、接于母线电容(C)的输出端的三相全桥逆变电路(VI)，三相全桥逆变电路(VI)的输出端接无刷双馈电动机的控制绕组(Pc)。4.如权利要求3所述的一种无刷双馈电动机的异步软启动结构，其特征在于:所述整流电路为三相全桥不控整流电路(VR)，所述三相全桥不控整流电路(VR)的输出端接所述母线电容(C)。5.如权利要求4所述的一种无刷双馈电动机的异步软启动结构，其特征在于:所述整流电路还包括第一开关(KM1)、软启动电阻(R)、第二开关(KM2)和输入电抗器(L)，三相交流电源依次接第一开关(KM1)、第二开关(KM2)、输入电抗器(L)和所述三相全桥不控整流电路(VR)，软启动电阻与第二开关(KM2)并联。
【专利摘要】一种无刷双馈电动机的异步软启动结构，涉及无刷双馈电机技术领域，异步启动结构包括变频器，所述变频器的输出接无刷双馈电动机的控制绕组PC，无刷双馈电动机的功率绕组PP通过接触器KM3接至工频电源，本实用新型中，通过采用PWM（脉冲宽度调制）式的变频器，在功率绕组PP接有用于短接功率绕组PP的短接器件，再配合软件控制使得本实用新型的变频器无需使用制动电路，也无需利用频敏变阻器（或可调电阻器）来降低启动电流，更无需使用启动电阻来短接控制绕组，在硬件结构上只需增加一个短接器件，配合软件控制就可实现无刷双馈电动机的小电流、低成本的软启动，无刷双馈电动机的异步软启动结构的结构简单，可缩减设备体积。
【IPC分类】H02P6/20
【公开号】CN205304654
【申请号】
【发明人】王雪帆, 徐海波, 韦忠朝
【申请人】易事特集团股份有限公司
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2015年12月31日