[發明專利]一種電機電力控制系統及控制方法

在審

• 申請號: 202010968056.1
• 申請日: 2020-09-15
• 公開（公告）號: CN111934594A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 趙明;周雪松;季新杰;陳立海;關昆侖
• 申請（專利權）人: 承德電智尚節能科技有限公司
• 主分類號: H02P27/00
• 分類號: H02P27/00;H02P23/00;H02P25/02
• 代理公司: 鄭州知己知識產權代理有限公司 41132
• 代理人: 季發軍

本發明屬于電力控制技術領域，具體涉及一種電機電力控制系統，包括功率可控器件，功率可控器件的輸入端分別與電網電纜連接，其輸出端與電機連接，電網電纜上分別連接有采集三相電壓和電流信號的電壓電流檢測單元，電壓電流檢測單元輸出端與電力計算單元輸入端連接，電力計算單元的輸出端與電力控制單元的輸入端連接，電力控制單元輸出端與功率可控器件連接。還包括與電機連接的負載檢測單元，所述的負載檢測單元輸出端與電力計算單元連接，還包括與電力計算單元連接的功率設置單元。本發明提供的電機電力控制系統及控制方法能有效降低電機磁滯損耗和熱損耗，提高電機沖擊負載響應速度和負載容量。

技術領域

本發明屬于電力控制技術領域，具體涉及一種電機電力控制系統。

背景技術

異步電機因其結構簡單、維護方便、成本低，在工業場合作為驅動電機大量使用。異步電機輕載或者空載時，功率因數較低，目前有多種技術發展方向來試圖解決這個問題，以降低異步電機能耗。

冷軋無取向硅鋼被切割成厚度0.35-0.50mm厚度的硅鋼片后，疊壓在一起構成了異步電機的重要電磁轉換部件鐵芯。冷軋無取向硅鋼材料是一種軟磁材料，具有磁滯回曲線（B-H曲線）狹長、所圍面積小的特點。

異步電機定子繞組勵磁電流產生的電場磁化定子鐵芯硅鋼片產生磁場，由于轉子和定子有一定轉速差，轉子導體切割定子磁場產生感應電動勢，進而產生轉子電流，轉子導體切割磁場產生電磁力矩，驅動負載運動。由此可見，硅鋼片的電磁轉換對電機能耗和輸出力矩起到關鍵作用。硅鋼片是一種鐵磁性材料切割而成，具有磁性材料的一般特性。為了降低電機的磁滯損耗，硅鋼片一般選用磁滯回曲線回路面積較小、磁導率高的材料。

硅鋼材料的磁導率隨著外加勵磁磁場的變化，只有位于中間的一段區間內，磁導率較大，我們定義該區域為磁導率最佳區域，用μ_L~μ_H定義該區間。異步電機在設計時，定子鐵芯硅鋼片的工作點選在磁滯回曲線（B-H曲線）中磁導率最佳區域，這樣既保證電機在較高負載時，因電流較大，硅鋼片不宜達到磁飽和，同時，硅鋼片在磁滯回曲線（B-H曲線）磁導率最佳區域時的磁導率μ較大，也有利于電機以較低的勵磁電流建立較大的磁感應強度B，提高了電磁轉換效率。因此，此時的電機針對沖擊負載有較大的容量，電流只需較小的增加量，就能輸出較大的電磁轉矩。同樣，應該明白，較小電流將使電機的熱損大幅降低，從而提高電機效率，降低電機能耗。

異步電機實際工作過程中，當負載變化較大，考慮到磁感應強度B的變化又總是滯后于磁場強度H的變化過程，鐵芯硅鋼片的磁導率μ很難長時間工作于最佳區域。因此，需要提供一種電機電力控制系統，以優化電磁轉換特性，降低能耗。

公告號為CN2503663的專利公開了一種三相交流異步電動機智能柔性電源控制裝置，它包括雙導可控硅、相位差檢測電路、信號調理電路、觸發電路；所述雙導可控硅分別串接于三相交流異步電動機的三相供電線路中；相位差檢測電路分別與三相供電線路相連；所述信號調理電路包括可調電位器，所述觸發電路用于產生控制脈沖信號，輸出到三個雙導可控硅，以控制其導通角，向電動機提供維持其驅動即時負載所必須的最低電壓。該裝置對于電機的控制依然是連續的，這就導致定子鐵芯材料的B-H曲線依然是連續變化的，只是工作于不同的B-H曲線而已，并沒有從優化電機磁場的角度解決控制問題。