專利名稱:選通調(diào)速方法及裝置的制作方法
本發(fā)明是用于異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速節(jié)電的方法及裝置。
異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速現(xiàn)有技術(shù)多種方法及裝置，但還沒(méi)有一種能夠同時(shí)做到簡(jiǎn)單、可靠、價(jià)廉、效率高、可在普通單速鼠籠電動(dòng)機(jī)上實(shí)現(xiàn)的方法及裝置。
本發(fā)明的目的是要達(dá)到這個(gè)現(xiàn)有技術(shù)沒(méi)達(dá)到的目標(biāo)，並要在拖動(dòng)風(fēng)機(jī)、水泵的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速上達(dá)到顯著的節(jié)電效果。
本方法用圖1的基本方式對(duì)異步電動(dòng)機(jī)(1)實(shí)現(xiàn)調(diào)速控制。當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)(1)是單相電動(dòng)機(jī)時(shí)(2、4)分別為起動(dòng)繞組和工作繞組輸入端，(3)為公共輸入端。當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)(1)是三相電動(dòng)機(jī)時(shí)(2、3、4)為三相輸入端。調(diào)速控制動(dòng)作如下開(kāi)關(guān)(5)閉合一定時(shí)間后斷開(kāi)，開(kāi)關(guān)(6)再閉合一定時(shí)間后斷開(kāi)，之后再間隔一定時(shí)間后重復(fù)這一過(guò)程。即利用開(kāi)關(guān)(5、6)向異步電動(dòng)機(jī)(1)的輸入端(2、4)和(3)之間分別順序輸入一個(gè)正半波和一個(gè)負(fù)半波，然后間隔一定時(shí)間，並不斷如此循環(huán)的調(diào)速方法。設(shè)這一循環(huán)周期為T，一般正負(fù)半波寬度相等，循環(huán)周期T(單位是秒)為3至4個(gè)半波時(shí)間。這樣的調(diào)速控制使異步電動(dòng)機(jī)(1)的定子產(chǎn)生了移進(jìn)磁場(chǎng)，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速略低于120/PT時(shí)(轉(zhuǎn)速單位是r/min)，轉(zhuǎn)子上的轉(zhuǎn)差功耗很小，並能在沒(méi)有速度反饋條件下穩(wěn)定運(yùn)行，為效率高、穩(wěn)定性好的調(diào)速創(chuàng)造了有利條件，式中P為所控異步電動(dòng)機(jī)(1)的極數(shù)，改變T即完成調(diào)速。由于本方法沒(méi)有向異步電動(dòng)機(jī)的各繞組“均衡”供電，為此所控異步電動(dòng)機(jī)(1)的輸出功率一般不要超過(guò)其額定值的 1/3 至 1/2 。但由于風(fēng)機(jī)、水泵所需軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比，為此在額定轉(zhuǎn)速的75%以下使用本方法對(duì)風(fēng)機(jī)、水泵調(diào)速不需要更換原有電動(dòng)機(jī)。用本調(diào)速方法電動(dòng)機(jī)(1)的轉(zhuǎn)向與三相交流電直接順相接到(1)的(2)、(3)、(4)時(shí)相同。
用與上述開(kāi)關(guān)(5、6)功能相同的主回路和能控制完成上述動(dòng)作的控制器組成本發(fā)明的裝置，它是簡(jiǎn)單可靠的。
本發(fā)明較簡(jiǎn)單地解決了一般異步電動(dòng)機(jī)在其額定轉(zhuǎn)速以下工作時(shí)轉(zhuǎn)差功耗十分突出的問(wèn)題，為此能在風(fēng)機(jī)、水泵調(diào)速上達(dá)到顯著的節(jié)電和經(jīng)濟(jì)效果，這一點(diǎn)已為大量實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。
圖1為本發(fā)明的基本方式。
圖2為有級(jí)調(diào)速的主回路。
圖3為 1/2 有級(jí)調(diào)速的主回路。
圖4為有級(jí)調(diào)速的控制器。
圖5為同步電源。
圖6為同步計(jì)數(shù)脈沖發(fā)生器。
圖7為導(dǎo)通角控制器。
圖8為觸發(fā)電路。
圖9為 1/2 有級(jí)調(diào)速用的同步電源。
附圖中的“～”均為同相的單相交流電源。
發(fā)明的實(shí)施采用單相交流電作電源的有級(jí)調(diào)速是本發(fā)明比較簡(jiǎn)單的裝置圖4是有級(jí)調(diào)速的控制器。同步電源(16)采用圖5的形式，(24)輸?shù)?17)和(21)，(25)輸?shù)?22)和(23)。同步計(jì)數(shù)脈沖發(fā)生器(17)采用圖6的形式，(29)輸入同步電源(16)信號(hào)，(30)輸出同步計(jì)數(shù)脈沖，調(diào)整電阻(27)和電容(28)的參數(shù)使得同步電源(16)每半波電壓開(kāi)始下降時(shí)(17)只產(chǎn)生一個(gè)可使可變進(jìn)制計(jì)數(shù)器(18)動(dòng)作的計(jì)數(shù)脈沖?？勺冞M(jìn)制計(jì)數(shù)器(18、19)可采用國(guó)產(chǎn)的C186集成電路可變進(jìn)制串行計(jì)數(shù)器。(20)為十進(jìn)制譯碼器，它輸出低電平有效，輸出的“0”接到觸發(fā)電路(22)，輸出的“1”接到觸發(fā)電路(23)。導(dǎo)通角控制器(21)通過(guò)觸發(fā)電路(22、23)控制被控晶閘管的導(dǎo)通角，它采用圖7的形式，同步電源(16)的信號(hào)從(36)輸入，(37)輸出信號(hào)到觸發(fā)電路(22、23)，也是低電平有效，可變電阻和與其串聯(lián)的電阻、電容(33)、穩(wěn)壓二極管(34)的參數(shù)將決定晶體管(35)的導(dǎo)通時(shí)間，單結(jié)晶體管(31)能在同步電源(16)送來(lái)的信號(hào)在每半波將結(jié)束時(shí)把電容(33)的電荷放掉，改變可變電阻(32)，即能改變被控晶閘管的導(dǎo)通角。觸發(fā)電路(22)、(23)均采用圖8的形式，導(dǎo)通角控制器(21)的信號(hào)從(42)加入，譯碼器(20)的信號(hào)從(43)加入，同步電源(16)的信號(hào)從(44)加入，脈沖變壓器(41)的輸出接到被控晶閘管，當(dāng)(42、43)均為低電平時(shí)，晶體管(38)截止，電容(39)充電到雙向二極管工作電壓，產(chǎn)生觸發(fā)脈沖列通過(guò)脈沖變壓器(41)輸出。將觸發(fā)電路(22)的輸出接到圖2中單向晶閘管(9、10)的控制極，觸發(fā)電路(23)的輸出接到單向晶閘管(11、12)的控制極，圖2的(7)是被控異步電動(dòng)機(jī)，(8)是反相變壓器，這樣就得到了有級(jí)調(diào)速裝置。如果可變進(jìn)制計(jì)數(shù)器(18)為n進(jìn)制狀態(tài)，n為自然數(shù)，當(dāng)n為1時(shí)，(17)的輸出直接到(19)。可變進(jìn)制計(jì)數(shù)器(19)為3進(jìn)制狀態(tài)，則調(diào)速器的循環(huán)周期T為單相交流電周期的1.5n倍，能實(shí)現(xiàn)2/3n級(jí)調(diào)速;如計(jì)數(shù)器(19)為4進(jìn)制，則調(diào)速器的循環(huán)周期T為單相交流電周期2n倍，能實(shí)現(xiàn)1/2n級(jí)調(diào)速。綜合上述，這種調(diào)速器能實(shí)現(xiàn) 2/3 、 1/2 、 1/3 、 1/4 ……有級(jí)調(diào)速。如使用調(diào)速器起動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)，顯然應(yīng)以低速檔開(kāi)始，逐步過(guò)渡到所需轉(zhuǎn)速檔次，這樣可以達(dá)到起動(dòng)電流小的效果。這種調(diào)速器輸?shù)剿禺惒诫妱?dòng)機(jī)的電壓正負(fù)半波均是單相交流電源波的半波或一部分。如果將導(dǎo)通角控制器(21)中的可變電阻(32)調(diào)到最小，使工作的晶閘管在相應(yīng)的半波中的導(dǎo)通角接近Л，而通過(guò)異步電動(dòng)機(jī)的△-Y變換或用電源變壓器變壓來(lái)適應(yīng)異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)載，則可以大大減少湝波問(wèn)題影響。
采用單相交流電源的 1/2 有級(jí)調(diào)速器最為簡(jiǎn)單將圖4中的(18、20、23)取消，將(19)改為二進(jìn)計(jì)數(shù)器，(17)直接輸出到這個(gè)二進(jìn)計(jì)數(shù)器，這個(gè)二進(jìn)計(jì)數(shù)器輸出接到(22)，觸發(fā)電路(22)的輸出接到圖3中的單向晶閘管(14)和(15)的控制極上，同步電源(16)這時(shí)應(yīng)采用圖9的形式，(45)輸給同步計(jì)數(shù)脈沖發(fā)生器(17)和導(dǎo)通角控制器(21)，(46)輸給觸發(fā)電路(22)。 1/2 有級(jí)調(diào)速器起動(dòng)比較困難，可用三相交流電源幫助異步電動(dòng)機(jī)(13)起動(dòng)之后，再切換到使用調(diào)速器。顯然這樣組成的 1/2 有級(jí)調(diào)速裝置，是由單向晶閘管(14、15)組成主回路對(duì)異步電動(dòng)機(jī)(13)調(diào)速，控制器控制其循環(huán)周期T為單相交流電源周期的2倍。
權(quán)利要求
1.一種異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速節(jié)電方法，本發(fā)明的特征是利用開(kāi)關(guān)(5、6)向異步電動(dòng)機(jī)(1)的輸入端(2、4)和(3)之間分別順序輸入一個(gè)正半波和一個(gè)負(fù)半波，然后間隔一定時(shí)間，並不斷如此循環(huán)的調(diào)速方法。
2.如權(quán)利要求
1所述的調(diào)速方法，其特征是用于拖動(dòng)風(fēng)機(jī)、水泵的異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速節(jié)電。
3.如權(quán)利要求
1所述方法的調(diào)速裝置，其特征是由反相變壓器(8)和單向晶閘管(9、10、11、12)組成主回路對(duì)異步電動(dòng)機(jī)(7)調(diào)速;輸?shù)疆惒诫妱?dòng)機(jī)的電壓正負(fù)半波均是單相交流電源波的半波或其一部分，循環(huán)周期T為單相交流電源周期的1.5n或2n倍(n為自然數(shù));並有一個(gè)實(shí)現(xiàn)這樣工作方式的控制器的裝置。
4.如權(quán)利要求
3所述的調(diào)速裝置，其特征是所指的控制器由同步電源(16)，單結(jié)晶體管(26)等構(gòu)成的同步計(jì)數(shù)脈沖發(fā)生器(17)，可變進(jìn)制計(jì)數(shù)器(18、19)，十進(jìn)制譯碼器(20)，單結(jié)晶體管(31)和晶體管(35)等構(gòu)成的導(dǎo)通角控制器(21)及晶體管(38)和雙向二極管(40)等構(gòu)成的觸發(fā)電路(22、23)所組成。
5.如權(quán)利要求
3所述的調(diào)速裝置，其特征是可由單向晶閘管(14、15)組成主回路對(duì)異步電動(dòng)機(jī)(13)調(diào)速，控制器控制其循環(huán)周期T為單相交流電源周期2倍的裝置。
專利摘要
選通調(diào)速方法及裝置。利用開(kāi)關(guān)向異步電動(dòng)機(jī)的輸入端之間分別順序輸入一個(gè)正半波和一個(gè)負(fù)半波，然后間隔一定時(shí)間，并不斷如此循環(huán)，可在普通單速鼠籠電動(dòng)機(jī)上實(shí)現(xiàn)有級(jí)或無(wú)級(jí)調(diào)速。本方法及裝置尤其適用于拖動(dòng)風(fēng)機(jī)、水泵的異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速。
文檔編號(hào)H02P27/16GK87100946SQ87100946
公開(kāi)日1988年9月7日 申請(qǐng)日期1987年2月23日
發(fā)明者張承輝 申請(qǐng)人:中國(guó)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物云南靈長(zhǎng)類中心, 云南省科技開(kāi)發(fā)中心, 云南省專利事務(wù)所, 云南省發(fā)明協(xié)會(huì)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan