[实用新型]一种异步电机无触点换向节电控制器

说明书

技术领域

本实用新型涉及电机控制技术领域，特别是一种异步电机无触点换向节电控制器。

背景技术

有些场合应用异步电机需要电机换向，甚至是在运转中换向。若电机在运转中换向，换向电流很大，可能达到电机额定电流的十几倍，电网、电机、换向装置都承受很大的电流冲击，影响设备的安全运行和寿命。

换向装置若是接触器类触点构成，则换向火花大，触点烧蚀严重，寿命短，维修更换量大。

换向装置若是固态器件组成，器件经受很大换向电流冲击，极易损坏，必须几倍加大器件容量，从而加大成本。

三相异步电动机在额定负载附近时，效率较高，一般在0.9左右。但在轻载时，效率则大幅降低。有相当一部分设备经常处于轻载甚至空载运行状态。电机的轻载低效运行，造成很大能源浪费。

ZL00207092.8专利技术为提高异步电机轻载运行效率而发明，电机轻载时适当降低电机工作电压，使其效率达到或接近电机额定效率，电机运行速度不变，此即轻载降压节电技术。但该专利技术没有电机换向控制功能。

发明内容

本实用新型的目的是克服上述现有技术的不足之处，提供一种异步电机无触点换向节电控制器，将电机轻载降压节电技术和无触点换向技术结合起来，并实现电机换向过程的软过渡，没有大的换向电流冲击。该装置不仅自身可靠性高，且使电网及电机免受大电流冲击，以提高其寿命。

本实用新型采用的技术方案是：

在ZL00207092.8专利技术基础上增加换向控制电路和换向功率电子开关，使原电路增加电机无触点换向功能。所述的无触点换向，是指电机主回路用固态器件切换，以改变电机运转方向，至于控制电路，可以采用继电器触点。

原ZL00207092.8电路包括电压取样电路、电流取样电路、电平调节器、恒流控制软启动电路、保护电路、同步与斜坡电压发生器、比较器、三只主回路电子开关。整机是一个闭环自动控制系统，自动跟随负载变化，控制电子开关导通角，保持电机的电压和电流比值一定。这种控制方式，电机运行稳定性好，电机负载率从0到1，都是工作在最高效率点上，从而把电机轻载降压节电效果发挥到最大限度。原电路具有三个基本功能：软启动、故障保护、节电控制。

新增电路包括换向信号电路单元，换向控制电路单元，换向电子开关。换向控制电路单元控制电子开关11、21导通，换向电子开关10、20截止，电机正转；换向控制电路单元控制换向电子开关10、20导通，11、21截止，电机反转。

原恒流控制电路单元5是电机恒流控制电路，在本实用新型电路中，恒流控制电路单元5既限定电机启动电流，实现电机软启动功能，又限定电机换向过程电流，实现电机换向过程的软过渡。限定电机运转中换向电流，一般限定电流幅度为电机额定电流的1～3倍(可按需要选取)，远低于自然换向时的十几倍于电机额定电流的换向电流，电流冲击、机械冲击小，电机改变运转方向过程相对缓慢，即为软过渡。我们把这种电机的软过渡换向技术称为HPR技术。

一种异步电机无触点换向节电控制器，包括主回路电子开关，电机工作电压采样电路单元，电机工作电流采样电路单元，滤波器，电平调节器，恒流控制电路单元，过流保护电路单元，电源电压同步及锯齿波发生器，比较器，还包含电机换向控制器，换向信号电路单元，换向电子开关；换向电子开关10连接在主回路电子开关的11入端和主回路电子开关21的出端，换向电子开关20连接在主回路电子开关21的入端和主回路电子开关11的出端。

所述换向电子开关用与主回路电子开关相同的固态继电器构成。

所述电机换向电流受恒流控制电路单元限定，实现软过渡换向，即电机换向采用HPR技术。

控制电机正反转的开关K和继电器KA的线圈组成电机换向信号电路单元。

继电器KA的两组转换触点KA-1、KA-2分别构成电机换向控制电路单元。

所述恒流控制电路单元由电阻器R51、R52、R53、电容器C51、C52、运算放大器A51、二极管D51组成，恒流控制电路单元连接于电流采样电路单元。

所述电流采样电路单元输出的反映电机电流大小的电压信号Vi与基准电压-E通过恒流控制电路单元中的电阻器R51、R52进行比较，差值经电容器C51滤波后，送入运算放大器A51正输入端，运算放大器A51、电容器C52、电阻器R53组成积分器，对误差信号积分，积分信号经二极管D51送入比较器。