[發明專利]一種稀土同步電動機自動有載無涌流切換裝置及方法

有效

• 申請號: 201611091460.5
• 申請日: 2016-12-01
• 公開（公告）號: CN106655969B
• 公開（公告）日: 2019-05-28
• 發明（設計）人: 于治華;劉維東;隋明森;于博雯;吳偉康;竇懷斌
• 申請（專利權）人: 日照正澤自動化科技有限公司
• 主分類號: H02P25/18
• 分類號: H02P25/18
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 張亮

1.一種稀土同步電動機自動有載無涌流切換裝置，其特征在于，包括：三相定子繞組以及數據采集控制系統；

在永磁電機定子的每相繞組線圈，按相同比例引出多組中間抽頭以及首端抽頭、尾端抽頭；每相繞組線圈引出抽頭的導線長度、比例均相同；

在三相定子繞組線圈中，三相定子繞組的首端抽頭或尾端抽頭連接在一起形成中性點，三相繞組線圈中，每相繞組線圈按照相同比例引出的中間抽頭組成一相對應中性點具有相同空載反電勢的功率檔，功率檔包括：第一功率檔X1、Y1、Z1，第二功率檔X2、Y2、Z2，第三功率檔X3、Y3、Z3，第N功率檔Xn、Yn、Zn；

每個功率檔設有用于切換該功率檔通斷的切換開關，每個切換開關分別與數據采集控制系統連接，切換開關用于根據數據采集控制系統發出的控制信號，使三相繞組線圈同比例遞增或同比例遞減，并對應產生多檔對應空載反電勢，形成多檔功率永磁同步電動機；

數據采集控制系統包括：處理器，電壓采集模塊，空載反電勢采集模塊，以及與切換開關數量相匹配，并對應連接的多個繼電器，存儲器；

電壓采集模塊用于實時采集稀土永磁電動機在穩定運行下電源電壓U_o；

空載反電勢采集模塊用于獲取的稀土永磁電動機各功率檔對應的空載反電勢u_n；

繼電器與處理器連接，處理器用于實時將獲取的稀土永磁電動機穩定運行下的電源電壓U_o與獲取的稀土永磁電動機各功率檔對應的空載反電勢u_n進行比較，獲取與所述電源電壓U_o的值相等的空載反電勢u_i對應的該稀土永磁電動機功率檔，并通過控制繼電器輸出，控制切換開關的通斷，實現自動無電流沖擊有載切換到多功率永磁同步電動機對應檔位，確保供電電源電壓和稀土永磁電機對應空載反電勢達到最佳匹配，使稀土永磁電機運行時達到并一直保持較高的功率因數；

存儲器用于儲存數據采集控制系統的各項數據信息；

數據采集控制系統還包括：空載反電勢預采集模塊、啟動電源電壓計算模塊；

空載反電勢預采集模塊和啟動電源電壓計算模塊分別與處理器連接；

電壓采集模塊還用于采集稀土同步電動機啟動前的供電電源的電壓U；

空載反電勢預采集模塊用于預先采集并存儲稀土永磁電動機各功率檔對應的空載反電勢u_n，其中，n表示稀土永磁電動機第n個功率檔，k表示該稀土永磁電動機的功率檔的個數；

啟動電源電壓計算模塊用于通過U_L=U-△U計算啟動電源電壓，U為采集的電源電壓，△U為預設的稀土永磁電動機啟動時的電源電壓降，△U取1%U至10%U中任意一電壓值；

處理器還用于將所述的U_L分別與采集的稀土永磁電動機空載反電勢u₁……u_n相減，之后對相減所得的各值分別取絕對值，得出絕對值最小的值對應的稀土永磁電動機的空載反電勢u_j，控制稀土永磁電動機以該空載反電勢u_j對應的功率檔啟動。

2.根據權利要求1所述的稀土同步電動機自動有載無涌流切換裝置，其特征在于，

數據采集控制系統還包括：按鍵、鍵盤和顯示器；

按鍵、鍵盤和顯示器分別與處理器電連接；

按鍵用于手動控制切換開關的通斷，實現功率檔的切換。

3.根據權利要求1所述的稀土同步電動機自動有載無涌流切換裝置，其特征在于，

數據采集控制系統還包括：電流采集模塊、電能檢測模塊；

電流采集模塊用于實時采集稀土永磁電動機在穩定運行下的電流；

電能檢測模塊分別與電流采集模塊、電壓采集模塊和處理器連接，電能檢測模塊用于分別接收電流采集模塊和電壓采集模塊采集的電流和電源電壓，并根據接收的電流和電源電壓計算出稀土同步電動機的運行功率及功率因數，并將計算的運行功率及功率因數傳輸給處理器；

處理器采用atmega16單片機，處理器設有44個I/O；

切換開關采用接觸器或磁力開關。