[实用新型]一种自带变频控制器的异步电机

说明书

技术领域

本实用新型属于电机控制领域，特别涉及一种自带变频控制器的异步电机。

背景技术

目前，各种电机的应用非常广泛，其中，交流异步电机以其自身的优点广泛应用于各种位置及转速控制系统中。传统的电机调速系统应用的电机基本都是独立的执行机构，实际应用时必需为其额外配置变频控制器，若变频控制器选择不合理将导致电机性能下降、效率降低，严重时将烧毁电机，造成重大经济损失。而且，随着电机与变频控制器之间连接电缆长度的增加，变频控制器功率开关器件产生的高次谐波电流成分也将随之增多，导致电机发热。若变频控制器输出频率与电机的固有频率一致时，将使电机产生共振，严重时将损坏相关设备，影响系统正常工作。此外，这种电机与变频控制器的分离结构需要额外配置相应的位置传感器，造成系统成本高，安装不方便，维护困难等问题。

发明内容

针对目前电机独立应用时存在的一系列弊端，本实用新型提供一种自带变频控制器的异步电机。该电机自带变频控制器，并且用光电编码器取代传统的位置传感器安装于电机内部，是一种集变频控制器、位置传感器、电机为一体的机电一体化异步电机。

本实用新型的硬件系统包括异步电机、变频控制器、光电编码器；其中异步电机与变频控制器、光电编码器相连，变频控制器与光电编码器相连，如图1所示。通过螺栓将变频控制器固定在异步电机的一端，光电编码器安装在异步电机内部定子上，通过接口与变频控制器相连；变频控制器底部的散热片通过螺栓安装在电机的一端；本实用新型可根据需要与上位机或PLC等其它控制设备用导线直接相接。

本实用新型的优点如下：

1.机电一体化设计，无需额外配置变频器，结构简单、便于安装及维护；

2.省去传统的位置传感器，节省成本；

3.电机自带的变频控制器与电机本身做到参数最优匹配，电机效率最高；

4.针对不同应用场合，只需用面板操作单元设置相关参数即可投入使用；

5.电机根据不同的应用场合可通过自带的变频控制器自动调速；

6.接线方便，用户只需接两根电源线及六根信号线即可；

7.操作面板简洁，便于用户操作；

8.全封闭式防水设计，安全实用；

9.散热片与变频控制器及电机紧密结合，便于变频控制器及电机散热。

附图说明

图1本实用新型的系统结构框图；

图2变频控制器的结构框图；

图3本实用新型的的外部接线图；

图4变频控制器的供电单元的电路原理图；

图5变频控制器的控制单元的电路原理图；

图6变频控制器的面板操作单元的电路原理图；

图7光电编码器的电路原理图；

图8启停过程流程图；

图9位置控制过程流程图；

图10转速控制过程流程图；

图11正反转控制过程流程图；

具体实施方式

下面结合附图及一优选方案对本发明作进一步说明。

本实用新型的电机采用性能较好的交流异步电机，规格如下：

额定功率：90W

额定电流：0.7A

额定电压：220V

频率：3～50Hz

转数：880r/m

绝缘等级：F。

本实用新型的所选的变频控制器可选多种型号，下例为一优选变频控制器。

本实用新型的所优选的变频控制器的结构框图如图2所示，由供电单元、控制单元、面板操作单元、光电编码器、异步电机组成；其中控制单元分别与供电单元、光电编码器及面板操作单元、异步电机相连，异步电机与光电编码器相连；本实用新型的变频控制器的控制单元可用预留出来的接线端子与上位机或PLC直接用导线相连

本实用新型的所有选的变频控制器的外部接线图如图3所示。为方便用户安装，本控制器采用机电一体化设计，控制单元的J3和J4在内部已接好，对外只引出两组接线端子。J1接至单相电源输入，即与供电单元的CN1相连；J2为控制信号端子，是预留出来的，可与上位机用导线直接相连；J4与光电编码器相连，J3与异步电机的供电端口相连；接线操作如图3所示，端子说明如表1所示；通过螺栓将变频控制器固定在异步电机的一端。

表1

本实用新型的光电编码器采用两个光电开关制成，安装于电机的定子上，转子在相关位置开出一定数目的齿槽，转动时穿过两个光电开关，形成互差90度的两组脉冲，原理图如图7所示，接线图如图3所示。