[實(shí)用新型]啟動(dòng)無反轉(zhuǎn)的電機(jī)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520057158.2
• 申請(qǐng)日: 2015-01-27
• 公開（公告）號(hào): CN204442131U
• 公開（公告）日: 2015-07-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周志民;管小梅;楊生強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇愛爾瑪科技有限公司
• 主分類號(hào): H02K21/14
• 分類號(hào): H02K21/14;H02K1/27
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 周全

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及電機(jī)系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及三相變頻永磁同步電機(jī)的改進(jìn)。

背景技術(shù)

目前在節(jié)能減排和國(guó)家實(shí)施電機(jī)能效提升計(jì)劃中，由于永磁電動(dòng)機(jī)在高效電動(dòng)機(jī)中效率最高，可達(dá)GB/30253-2013標(biāo)準(zhǔn)中1級(jí)能效，節(jié)電率也最為明顯。同時(shí)，采用變頻調(diào)速三相永磁同步電動(dòng)機(jī)實(shí)施節(jié)能改造，提升電機(jī)能效已成為發(fā)展趨向。而且適用于永磁同步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速器品牌日益增多，但在變頻啟動(dòng)時(shí)，永磁電動(dòng)機(jī)經(jīng)常會(huì)發(fā)生先反轉(zhuǎn)（1/8周波）再正轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，不能滿足部分負(fù)載（如細(xì)紗機(jī)、倍捻機(jī)等）工藝的要求，制約了永磁同步電動(dòng)機(jī)的推廣應(yīng)用，為解決這一技術(shù)問題，目前普遍采用單向聯(lián)軸節(jié)方案，即在永磁電動(dòng)機(jī)軸伸上安裝一只單向聯(lián)軸節(jié)，在電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，單向聯(lián)軸節(jié)打滑，不傳遞轉(zhuǎn)矩，當(dāng)電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，單向聯(lián)軸節(jié)輸出轉(zhuǎn)矩，電機(jī)帶著負(fù)載一同旋轉(zhuǎn)，采用這種方法，可以避免電機(jī)反轉(zhuǎn)再正轉(zhuǎn)給負(fù)載帶來很大的沖擊，但應(yīng)用實(shí)踐證明，單向聯(lián)軸節(jié)使用壽命很短。2-3個(gè)月，單向聯(lián)軸節(jié)內(nèi)鍵極易損壞，采用單向聯(lián)軸節(jié)企圖解決變頻啟動(dòng)三相變頻永磁同步電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)，依然不是有效的解決方法。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型針對(duì)以上問題，提出了一種結(jié)構(gòu)精巧，在啟動(dòng)時(shí)可有效抑制電機(jī)反轉(zhuǎn)，從而有效地、徹底地解決在啟動(dòng)時(shí)三相變頻永磁同步電動(dòng)機(jī)先反轉(zhuǎn)再正轉(zhuǎn)的制約變頻調(diào)速永磁同步電動(dòng)機(jī)的推廣應(yīng)用瓶頸問題的啟動(dòng)無反轉(zhuǎn)的電機(jī)系統(tǒng)。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：包括變頻調(diào)速器和三相變頻永磁同步電機(jī)；三相變頻永磁同步電機(jī)的氣隙磁通被合理控制，即當(dāng)變頻永磁同步電機(jī)定子電流達(dá)到額定值時(shí)，氣隙磁通應(yīng)處于飽和狀態(tài)，此時(shí)，變頻調(diào)速器對(duì)于三相變頻永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子特定位置的推定偏差可收縮在±30deg以內(nèi)。

所述變頻調(diào)速器利用了通過磁通飽和特性推定轉(zhuǎn)子位置的控制方式。

所述變頻調(diào)速器設(shè)有“初始角度補(bǔ)償角度”技術(shù)，使三相變頻永磁同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)位置的初始角誤差被變頻調(diào)速器初始角度補(bǔ)償角度設(shè)定值相包容，從而確保變頻啟動(dòng)三相變頻永磁同步電動(dòng)機(jī)時(shí)不發(fā)生先反轉(zhuǎn)再正轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。

所述三相變頻永磁同步電機(jī)包括若干轉(zhuǎn)子片，所述轉(zhuǎn)子片包括呈圓形片狀的本體，所述本體上開設(shè)有若干轉(zhuǎn)子槽、兩對(duì)隔磁槽、若干永磁體槽和一轉(zhuǎn)軸孔，若干所述轉(zhuǎn)子槽以本體的軸心為圓心沿同一圓周均勻分布在所述本體的邊緣處，所述轉(zhuǎn)軸孔開設(shè)在本體的中心、且與所述本體同軸心設(shè)置，所述永磁體槽以本體的軸心為圓心沿同一圓周均勻分布在所述轉(zhuǎn)軸孔和轉(zhuǎn)子槽之間，一對(duì)所述隔磁槽對(duì)稱的設(shè)置在一轉(zhuǎn)子槽的兩側(cè)，兩對(duì)所述隔磁槽對(duì)稱的設(shè)置在本體的兩側(cè)。

本實(shí)用新型對(duì)啟動(dòng)時(shí)的無反轉(zhuǎn)是通過以下方式實(shí)現(xiàn)的：

一、本實(shí)用新型的三相變頻永磁同步電動(dòng)機(jī)的鐵芯長(zhǎng)度比普通的永磁同步電動(dòng)機(jī)的鐵芯長(zhǎng)度小5-6%，不僅能使三相變頻永磁同步電動(dòng)機(jī)磁通更容易飽和，而且可使永磁電動(dòng)機(jī)空載反電動(dòng)勢(shì)Eo由380V降低至360V，和變頻調(diào)速器輸出電壓360V相吻合，達(dá)到最大的有功節(jié)電率（比其他三相變頻永磁同步電動(dòng)機(jī)節(jié)電率提高1-2%）。

二、本實(shí)用新型采用獨(dú)特的轉(zhuǎn)子隔磁糟結(jié)構(gòu)（即轉(zhuǎn)子片），極間轉(zhuǎn)子槽底部和兩側(cè)磁場(chǎng)飽和程度明顯增加，磁阻增大，漏磁不容易通過，隔磁能力增強(qiáng)，氣隙磁通（漏磁）飽和值降低，有利于三相變頻電動(dòng)機(jī)的氣隙磁通飽和。

變頻器通過永磁同步電動(dòng)機(jī)氣隙磁通的飽和特性來推定轉(zhuǎn)子的初始位置，因此氣隙磁通的飽和特性影響變頻永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置確定精度，氣隙磁通飽和時(shí)變頻永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置誤差最小。

三、本案的變頻調(diào)速器，不僅采用矢量控制系統(tǒng)，還創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)了利用磁通飽和特性推定轉(zhuǎn)子位置的控制方式，采用變頻器“初始角度補(bǔ)償角度”的獨(dú)特技術(shù)，使三相變頻永磁同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)位置的初始角誤差被變頻調(diào)速器初始角度補(bǔ)償角度設(shè)定值所包容。只要三相變頻永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)位置的初始角誤差在變頻調(diào)速器初始角度補(bǔ)償角度設(shè)定值范圍內(nèi)，三相變頻永磁同步電動(dòng)機(jī)就不會(huì)發(fā)生反轉(zhuǎn)。

其他形式的三相變頻永磁同步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速器對(duì)永磁同步電動(dòng)機(jī)的控制，是通過變頻器的輸出電壓和電流兩個(gè)矢量來實(shí)現(xiàn)對(duì)永磁同步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速的。由于變頻器是電流產(chǎn)生的電磁場(chǎng)，永磁同步電動(dòng)機(jī)是永磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)，二者產(chǎn)生的機(jī)理不一樣。?變頻器通過永磁同步電動(dòng)機(jī)氣隙磁通的飽和特性來推定轉(zhuǎn)子的初始位置，在推定時(shí)會(huì)產(chǎn)生永磁電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)位置的初始角度誤差，因而變頻器在控制永磁電動(dòng)機(jī)速度時(shí)需要先消除轉(zhuǎn)子的初始位置角度誤差，這就使得永磁電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子發(fā)生反轉(zhuǎn)消除轉(zhuǎn)子初始位置誤差后再正轉(zhuǎn)。