[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

發明提供一種稀土同步電動機自動有載無涌流切換裝置，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；當電源電壓變化時，準同期無電流沖擊切換到對應的空載反電勢檔，從而提高稀土永磁電動機的功率因數。使繞組多抽頭稀土永磁電動機在有載切換繞組檔位時無電流沖擊，不對稀土永磁電機造成任何傷害，從而確保電源電壓和稀土永磁電機對應空載反電勢檔達到最佳匹配，使稀土永磁電機運行時達到較高的功率因數。

技術領域

本發明涉及稀土永磁同步電動機領域，尤其涉及一種稀土同步電動機自動有載無涌流切換裝置及方法。

背景技術

稀土永磁電動機，在額定電壓下運行時，即便是輕負載運行工況，也可以具有很高的功率因數。例如當負載率僅僅為20%時，其功率因數也能達到0.95以上。而異步電動機在這樣低的負載率下功率因數則只有0.25左右。由于稀土永磁電動機功率因數高，不但電機本身的電流小，定子銅耗顯著降低，也減小了輸電線路上的損耗，因此得到了越來越廣泛的應用。

但是，現有的稀土永磁電動機在供電電壓相對于額定電壓發生偏差情況下，其空載電流會顯著增大，輕載運行性能相應地顯著變壞。

永磁電機技術領域最新發明的電源電壓自匹配的稀土永磁電動機，提供多組空載反電勢以適應電源電壓的變化，其控制方式為手動方式，需要人工值守，造成巨大地人力物力的浪費。之所以未能實現自動運行，其根本原因就是沒有克服切換時產生的電流沖擊。電流的沖擊容易導致稀土永磁電動機退磁，退磁后的稀土永磁電動機其性能還不如異步電機，其后果非常嚴重。

發明內容

為了克服上述現有技術中的不足，本發明提供一種稀土同步電動機自動有載無涌流切換裝置，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。

優選地，數據采集控制系統還包括：按鍵、鍵盤和顯示器；