[实用新型]一种绕线式异步电动机四象限运行的转子变频、分级电阻双调速系统

说明书

1．技术领域

本实用新型涉及电机调速技术领域，特别涉及绕线式异步电动机四象限运行的转子变频、分级电阻双调速系统。 

2.背景技术

目前国内外的矿井提升机许多使用串电阻调速系统，虽然其控制方式简单、初期设备投资小，但是一般电阻上消耗的功率约为电动机输出功率的20~30%，技术性能差，运行效率低。串电阻调速系统控制电机在一、四象限运行为主，罕见有能够在交流异步电动机中完成四象限都能稳定、准确、快速的调速控制系统。 

四象限运行的电机在2、3象限运行时能够对电网进行回馈制动，即对电网进行能量反馈（类似发电机效果），这种方式直接减少了系统的电能损耗，并且增加了电机在2、3象限运行的稳定性，提高了节电率。 

3.实用新型内容

现有的串电阻调速系统系统控制电机在一、四象限运行为主，电机在第一象限运行时电机处于电动状态，电机在第四象限时电机处于反接制动状态，其能量只能单向流动，不能回馈电网。为了减少系统电能损耗，使能量双向流动，本实用新型提供了一种绕线式异步电动机四象限运行的转子变频分级电机双调速系统。 

本实用新型的绕线式异步电机四象限运行的矿井提升机转子变频调速系统主要包括： 

绕线式电动机(1) 

换向器单元(2) 

定子星形闭合单元(3) 

固态电阻调速器单元(4) 

降压变压器单元(5) 

转子变频调速单元(6) 

如上所述，更进一步说明： 

换向器单元(2)由一对互锁的接触器KM1和KM1’组成，连接在电机定子侧，实现电机的正反转。 

定子星形闭合单元(3)由接触器KM2组成，按照星形接法连接在电机定子侧，实现电机定子封星。 

固态电阻调速器单元(4)由3组电阻(RΩ3,RΩ2,RΩ1)和4个接触器(KMR,KMR1,KMR2,KMR3)组成，连接于电机转子侧。通过控制接触器投切不同的电阻串联在转子回路实现调速功能。 

降压变压器单元(5)由星三角降压变压器组成。 

转子变频调速单元(6)包括:依次连接于电机转子的的三相双向晶闸管组VT01-VT03(6-1)、滤波电抗器L1-L3(6-2)、逆变(整流)模块(6-3)、稳压模块(6-4)、整流(逆变)模块（6-5）；滤波电抗器L4-L6(6-6)、连接于降压变压器低压侧的三相双向晶闸管组VT04-VT06(6-7) 

三相双向晶闸管组VT01-VT03(6-1)由3支双向晶闸管组成； 

滤波电抗器L1-L3(6-2)由三台滤波电抗器组成； 

逆变（整流）单元(6-3)由6支带反并联二极管的IGBT模块组成； 

稳压模块(6-4)由电容C组成； 

滤波电抗器L4-L6(6-6)由三台滤波电抗器组成； 

三相双向晶闸管组VT04-VT06（6-7）由3支双向晶闸管组成。 

4.附图说明

图1为本实用新型原理图。 

5.具体实施方式

为使本实用新型的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本实用新型进一步详细说明。 

目前的矿井提升机调速系统一般是由图1中的绕线式异步电机(1)、换向单元(2)和固态电阻调速单元(4)组成，通过换向单元（2）实现电机的正反转，通过固态电阻调速单元（4）串入转子回路电阻的大小来控制电机的转速，从而实现调速。本实用新型转子变频、分级电阻双调速系统在现有的矿井提升机调速系统下增加定子星形闭合单元（2）、转子变频调速单元（6）和降压变压器单元（5），形成绕线式异步电机四象限运行的转子变频分级电阻双调速系统。 

本实用新型绕线式异步电机四象限运行的转子变频、分级电阻双调速系统工作原理是，当转子变频调速单元发成故障时，此时由换向单元（2）、绕线式异步电机（1）和固态电阻调速单元（4）组成转子串电阻调速系统。当电机工作在正向电动时，KM1吸合电机正转，转子电路串联电阻RΩ后，使转子电流I₂’减小，转矩T也相应减小，电动机减速，转差率s将增加到s₁，sE₂将增加到s₁E₂，I₂及一直增加到负载转矩Tz时，电动机达到新的平衡状态，电动机以对应于s1的转速带负载稳定运行。当电机反向电动时，KM1’吸合电机反转，其调速方式同电机正转调速。当电机处于制动时，其发电产生的能量消耗在转子串联电阻上。