[發(fā)明專利]基于磁流變膠的異步電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)及調(diào)速系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711448415.5
• 申請(qǐng)日: 2017-12-27
• 公開（公告）號(hào): CN108023509A
• 公開（公告）日: 2018-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余淼;謝遠(yuǎn)鵬;浮潔;楊平安;瞿航
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號(hào): H02P1/34
• 分類號(hào): H02P1/34;H02P1/02;H02P25/02;H01C10/00
• 代理公司: 北京海虹嘉誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11129
• 代理人: 呂小琴

本發(fā)明公開了一種基于磁流變膠的異步電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)及調(diào)速系統(tǒng)，包括與異步電動(dòng)機(jī)串聯(lián)的可控電阻裝置和用于控制可控電阻裝置電阻的控制電路；所述可控電阻裝置包括磁流變膠電阻和用于控制磁流變膠電阻所處磁場(chǎng)大小的磁場(chǎng)發(fā)生器，所述控制電路與磁場(chǎng)發(fā)生器電連接并通過控制磁場(chǎng)發(fā)生器的勵(lì)磁電流大小進(jìn)而控制磁流變膠電阻的阻值大小；能夠提高大功率異步電動(dòng)機(jī)的軟啟動(dòng)裝置的響應(yīng)時(shí)間、精度、靈敏度和安全性能，減少軟啟動(dòng)裝置、系統(tǒng)的復(fù)雜程度和難易性，以及降低基建和維護(hù)成本，減少環(huán)境對(duì)其的影響，簡(jiǎn)化調(diào)速模塊并且提高電動(dòng)機(jī)的調(diào)速性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及大功率異步電動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，具體涉及一種基于磁流變膠的異步電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)及調(diào)速系統(tǒng)。

背景技術(shù)

異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)性能最重要的參數(shù)是啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和啟動(dòng)電流。當(dāng)電機(jī)容量較大時(shí)，直接啟動(dòng)的大電流對(duì)電網(wǎng)的沖擊幾乎類似于三相短路對(duì)電網(wǎng)的沖擊，常常會(huì)引發(fā)高功率振蕩，使電網(wǎng)失去穩(wěn)定，危害電網(wǎng)的安全運(yùn)行。另外，啟動(dòng)電流中含有大量的高次諧波，會(huì)在電網(wǎng)中引起高頻諧振，造成繼電保護(hù)誤動(dòng)作、自動(dòng)開關(guān)失靈等故障。大電流產(chǎn)生的焦耳熱反復(fù)作用于導(dǎo)線外絕緣，使絕緣加速老化，壽命降低。高壓開關(guān)合閘時(shí)觸頭的抖動(dòng)現(xiàn)象會(huì)在電機(jī)定子繞組上產(chǎn)生操作過電壓，有時(shí)會(huì)達(dá)到外加電壓的5倍以上，這樣高的過電壓會(huì)對(duì)電機(jī)的絕緣造成極大傷害。還有，啟動(dòng)大電流在電機(jī)定子線圈和轉(zhuǎn)子鼠籠條上產(chǎn)生很大的沖擊力，會(huì)造成夾緊松動(dòng)、線圈變形、鼠籠條斷裂等故障。全壓直接啟動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩大約為額定轉(zhuǎn)矩的2倍，如此大并且突然的力矩作用在靜止的機(jī)械設(shè)備上，會(huì)加速齒輪磨損甚至打齒、加速皮帶磨損甚至拉斷皮帶、加速風(fēng)葉疲勞甚至折斷風(fēng)葉等等。

將電動(dòng)機(jī)進(jìn)行軟啟動(dòng)的方式，即調(diào)整電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的所需電壓或者電流大小來完成啟動(dòng)工作，能夠減小啟動(dòng)過程中引起的電網(wǎng)電壓下降，使之不影響共網(wǎng)的其他電氣設(shè)備，減小直接啟動(dòng)帶來的機(jī)械沖力，減緩傳動(dòng)機(jī)械的磨損，保證電動(dòng)機(jī)的工作安全和效率。

目前而言，電動(dòng)機(jī)的“軟啟動(dòng)”方式有：“有級(jí)”與“無級(jí)”兩種方式。“有級(jí)軟啟動(dòng)”也稱為“傳統(tǒng)軟啟動(dòng)”，調(diào)節(jié)方法為分檔調(diào)節(jié)，例如：延邊三角形啟動(dòng)方法，定子串電抗或電阻軟啟動(dòng)方法等，基本的原理都是通過降壓實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)。傳統(tǒng)軟啟動(dòng)方式最大的優(yōu)點(diǎn)就是不會(huì)產(chǎn)生諧波的污染，但仍然存在以下問題：1.效率低下，運(yùn)行參數(shù)不易修改，增加了設(shè)備系統(tǒng)的復(fù)雜程度，不便于操作和管理，增加了故障點(diǎn)；2.傳統(tǒng)軟啟動(dòng)設(shè)備較大，啟動(dòng)時(shí)間過長(zhǎng)，電機(jī)升溫迅速，容易讓電機(jī)膠質(zhì)部分老化。“無級(jí)軟啟動(dòng)”則為一種連續(xù)調(diào)節(jié)方式，基本滿足現(xiàn)代軟啟動(dòng)的要求：?jiǎn)?dòng)時(shí)平穩(wěn)、易操控、適應(yīng)性強(qiáng)、配置靈活，通過利用控制編程器、繼電器、晶閘管等電氣元器件的設(shè)計(jì)的電子控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的軟啟動(dòng)，例如大功率電動(dòng)機(jī)常見的液阻軟啟動(dòng)：它的阻值正比于相對(duì)的兩塊電極板的距離，反比于電解液的電導(dǎo)率，極板距離和電導(dǎo)率都是便于控制的并且成本比較低廉，但存在高壓電動(dòng)反電勢(shì)建立的速率和水阻變化的速率很難一致，從而造成啟動(dòng)電流的斜率很大，嚴(yán)重時(shí)會(huì)迫使上一級(jí)開關(guān)跳閘的問題，響應(yīng)速度、精度以及靈敏度都比較低；其次，環(huán)境溫度的變化對(duì)啟動(dòng)性能也有很大的影響，需要定期給水箱補(bǔ)水，并且整體裝置體積大，需要經(jīng)常維護(hù)，會(huì)增加基建投資。