[實用新型]同步電動機的運行系統

有效

• 申請號: 201120102056.X
• 申請日: 2011-04-08
• 公開（公告）號: CN201976055U
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發明（設計）人: 聶亞鵬;姜瑜;于孟璐;崔登飛;高曉燕
• 申請（專利權）人: 上海奧聞電機有限公司
• 主分類號: H02P6/08
• 分類號: H02P6/08
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 王瑋

技術領域

本實用新型還涉及電機控制領域，具體說為一種同步電動機的運行系統。

背景技術

目前的永磁同步電動機均以固定的接法(Y接或Δ接)運行。永磁同步電動機運行時，隨著轉速升高，由于永磁體的特性決定，永磁同步電動機的弱磁性能較差，反電勢將隨著轉速的升高而升高，限制了永磁同步電動機的運行區域。通用的永磁同步電動機，在額定轉速(nN)以下為恒轉矩調速，在額定轉速(nN)以上為恒功率調速，在額定轉速以下可以實現恒轉矩調速，但不能實現恒功率調速。見圖1，為現有同步電動機的轉矩-轉速曲線。這樣，很難同時兼顧低速與高速性能，尤其需要大轉速范圍恒功率調速場合，不得不使用變速機構，通過機械變速，以求達到恒功率調速的目的。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是提供一種同步電動機的運行系統，能使電機運行在恒功率區域中，并提高最大轉速。

本實用新型采用以下技術方案：

一種同步電動機的運行系統，其特征是包括：

控制器，提供電機電源，記錄電機當前參數和接法；

程序控制單元，接收所述控制器的信號，設定電機下一個接法；

切換控制電路，包括多個與定子繞組連接的開關，根據程序控制單元的信號對開關進行選擇性連接；

編碼器，接受控制器發出的指令進行相位調節。

優選地，所述編碼器設于電機上，當定子繞組接法發生接法轉變時，控制器對編碼器補償電角度差。

優選地，所述電角度差為±30°。

采用本實用新型所涉及的同步電動機的運行系統，能擴展永磁同步電動機的速度范圍，并可實現大轉速范圍內的階梯形恒功率調速，因此可代替傳統的異步電動機與變速箱的結合來進行調速。不僅可以達到上述目的，而且能精簡機械設備的傳動裝置，并提高效率，節約成本，而且降低能耗。

附圖說明

圖1為現有同步電動機的轉矩-轉速曲線。

圖2為具體實施方式中表1中狀態1至狀態3的具體接法，其中T_o(o＝1，2，3，......)為各定子繞組端。

圖3為圖2中接法所對應的轉矩-轉速曲線。

圖4為本實用新型涉及的同步電動機的運行系統。

圖5為原來的數控機床調速方案示意圖。

圖6為采用本實用新型的技術方案后的數控機床調速方案示意圖。

具體實施方式

本實用新型涉及的同步電動機包括多組三相定子繞組，程序控制單元和切換控制電路，所述運行方法為：

(1)當電機運行在功率輸出恒定時，程序控制單元判斷此時的定子繞組接法；

(2)當定子繞組為星形連接時，程序控制單元通過切換控制電路改變接法，由星形接法(Y接)轉為三角形接法(Δ接)；當定子繞組為三角形接法時，程序控制單元通過切換控制電路改變接法，由三角形接法轉為星形接法；

(3)接法轉變后等待下一次電機恒功率轉換。

所述切換控制電路為包括多個與定子繞組連接的開關，根據程序控制單元的信號對開關進行選擇性連接。

另外，當定子繞組接法發生轉變時，控制器對電機中的編碼器補償電角度差。所述電角度差為±30°。

同步電機各接法轉換后的相互關系式如下(a為三相定子繞組的支路數，n為各條支路上的繞組線圈數)：

當a在轉變前后不變時，aY接變aΔ接后感應電勢關系公式：

E_aΔ＝1.732×E_aY????????????????????????(1)

當接法不變，a改變時，aY(aΔ)接變naY(naΔ)接后感應電勢關系公式：

E_naY＝n×E_aY或E_naΔ＝n×E_aΔ????????????(2)

當a和接法都發生改變時，aΔ(aY)接變naY(naΔ)接后感應電勢關系公式：

E_naY＝n/1.732×E_aΔ或E_naΔ＝n×1.732×E_aY??(3)

同步電機的電勢方程為(U：電機相電壓；I：定子相電流；Z：定子阻抗；E：反電勢)：

U＝E+I×Z????????????????????(4)

由式(1)可知：當定子繞組a不發生變化時，無論是Y接變Δ接，還是Δ接變Y接，都能改變反電勢E；

由式(2)可知：不改變星、三角接法只改變a亦可改變反電勢E；