[實用新型]同步調速電動機及其控制裝置

無效

• 申請號: 200720133304.0
• 申請日: 2007-12-29
• 公開（公告）號: CN201138792Y
• 公開（公告）日: 2008-10-22
• 發明（設計）人: 陳德義
• 申請（專利權）人: 陳德義
• 主分類號: H02P27/08
• 分類號: H02P27/08
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 孫皓晨;朱世定

技術領域

本實用新型涉及電動機，特別地，涉及一種同步調速電動機及其控制裝置。

背景技術

電機調速系統的控制分為開環控制和閉環控制，開環控制系統結構簡單實現方便，但是控制精度不高，抗干擾能力差。閉環控制可以達到更高的控制精度，系統的各種擾動對輸出幾乎無影響，而且能夠使調速系統的過渡過程性能指標改善。目前，對于電機調速的閉環控制的一般通過速度傳感器、測速發電機等采集輸出轉速作為反饋量，而控制對象則為定子回路的電流、電壓、頻率等。

但是，由于速度傳感器、測速發電機等機械檢測元件的引入，一方面增加了系統復雜度，另一方面對檢測元件的測量精度有很高要求，給電機控制系統的設計增加了難度。而以定子回路的電壓電流等作為控制對象，如異步電機的矢量變頻控制，則通常控制電路復雜，成本高昂。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種系統結構簡單，工作穩定的電動機閉環控制裝置及電動機。

本實用新型首先提出了一種同步調速電動機控制裝置，包括相位比較電路、中心處理器、脈寬調制電路和變頻調速電路，中心處理器的兩路輸出分別連接到脈寬調制電路和變頻調速電路的控制輸入端口；所述變頻調速電路的輸出端口連接到電動機定子回路，所述脈寬調制電路的輸出端口連接到電動機轉子勵磁回路；所述相位比較電路的輸入端與電動機定子回路相耦合，相位比較電路的輸出端連接到中心處理器。

優選地，所述變頻調速電路包括整流電路、制動中間電路和逆變電路，電網電壓連接到整流電路的輸入端口，整流電路的輸出端口連接到制動中間電路的輸入端口，制動中間電路的輸出端口連接到逆變電路的輸入端口，逆變電路的輸出端口與定子繞組連接；中間制動電路的控制端口與中心處理器的一路輸出端口連接。

優選地，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，電流互感器耦合到電動機定子回路，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輸入端，比較電路的另一個輸入端與變頻調速電路的電壓輸出端相耦合，比較電路的輸出端連接到中心處理器。

本實用新型還提出了一種同步調速電動機，包括定子、轉子和控制裝置，電動機的定子回路和轉子回路相互獨立，控制裝置的兩路輸出分別連接到定子回路和轉子勵磁回路，所述控制裝置包括相位比較電路、中心處理器、脈寬調制電路和變頻調速電路，所述中心處理器的兩路輸出分別連接到脈寬調制電路和變頻調速電路的輸入控制端口；所述變頻調速電路的輸出端口連接到電動機定子回路，所述脈寬調制電路的輸出端口連接到電動機轉子勵磁回路；所述相位比較電路的輸入端與電動機定子回路相耦合，相位比較電路的輸出端連接到中心處理器。

優選地，所述變頻調速電路包括整流電路、制動中間電路和逆變電路，電網電壓連接到整流電路的輸入端口，整流電路的輸出端口連接到制動中間電路的輸入端口，制動中間電路的輸出端口連接到逆變電路的輸入端口，逆變電路的輸出端口與定子繞組連接；中間制動電路的控制端口與中心處理器的一路輸出端口連接。

優選地，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，電流互感器耦合到電動機定子回路，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輸入端，比較電路的另一個輸入端與變頻調速電路的電壓輸出端相耦合，比較電路的輸出端連接到中心處理器。

優選地，所述電動機的轉子結構包括轉軸304、軸承402、組合滑環406、鐵芯沖片301、轉子勵磁繞組303、槽木405和絕緣板302；所述鐵芯沖片301為中心開孔的圓片，鐵芯沖片圓周上開有等間距的凹槽，多個鐵芯沖片疊置成轉子鐵芯，轉軸304從轉子鐵芯中心的通孔穿過，在轉子鐵芯的兩端分別依次為軸承402和組合滑環406，轉子勵磁繞組303從鐵芯沖片上的凹槽中通過，凹槽中還有槽木和絕緣板。

本實用新型的同步調速電動機及其控制裝置，綜合了變頻調速和同步電機的優點，可以取得以下有益效果：結構簡單，無需速度或位置傳感器，系統復雜度低；電機無轉差，調速精度高；抗過載能力強；過渡過程性能指標優良；在保持轉速不變情況下，可提高輸出轉矩；成本低廉。與異步變頻調速相比，電機輸入端功率因數幾乎為一，轉換效率高，且在變頻運行時可實現轉矩恒定；與永磁同步電機相比，克服了其輸出轉矩不能自行調整，發電運行時污染電網和諧波分量增加的缺點，而且鐵磁體不存在退磁的問題。

附圖說明

下面將結合附圖對本實用新型的具體實施方式加以說明，附圖中：