[发明专利]一种单相感应电机调速控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种单相感应电机调速控制系统，该单相感应电机调速控制系统用于频繁起停或需调速控制的多个电机驱动应用场合，特别适用于工厂工业缝纫机的电力驱动。

背景技术

目前单相感应电机被广泛的使用于各种工业和民用场合，例如，工业缝纫机械、空调装置、通风机、水泵、电动工具。以目前服装厂使用机械运行为例，服装厂中缝纫机械的数量非常多，在使用的过程中会出现以下问题：

对不具有起动控制的单相感应电机，当处于频繁起停工作状态时，起动的过程中存在电流冲击。电流冲击会使得电机内瞬间电流过大，造成发热量很大，大大的超过了正常工作的发热量，容易使绝缘老化、严重时造成绝缘损坏而造成短路事故。同时，起动电流对电网造成冲击，大量电机同时起动，引起电压跌落，影响同一电网的其它用电设备的正常运行。

对于不带调速控制的单相感应电机，当长时间轻载运行时，功率因数降低。较大的无功功率，造成电网能量的损耗。

目前，在诸如缝纫机应用场合，仍存在采用机械离合器方式控制作机械起动与停止的方式，这种方式使单相感应电机经常处于空载运行状态，造成系统的功率因数偏低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种功率因数高、电流冲击小，可有效利用单相感应电机制动能量，用于频繁起停或需调速控制的多个单相感应电机驱动系统。

为实现上述目的，本发明采用一种单相感应电机调速控制系统，该系统包括一个或多个PWM整流电路，多个逆变电路，多个控制电路，多个电压检测电路，多个电流检测电路，多个转速检测电路和调速开关；PWM整流电路将直流电输送到直流母线上，逆变电路并联在直流母线上，各逆变电路均与单相感应电机电连接，逆变电路受控制电路控制，控制电路的一端与调速开关相连，另一端分别与电压检测电路、电流检测电路和转速检测电路电连接，电压检测电路、电流检测电路和转速检测电路均检测单相感应电机两端的电压、电流和转子转速。

通过采用上述方案实现了一种与直流母线相连的多个单相感应电机调速控制系统，该系统能够通过整流电路，控制电路以及逆变电路，以及检测电路来实现单相感应电机的调速控制。

对本发明进一步改进，所述的PWM整流电路输入端与三相交流电源连接，输出端通过正直流母线和负直流母线与所述的逆变电路的输入端并联；PWM整流电路为直流母线提供直流电源，并为逆变电路供电。

通过采用上述方案，所述的逆变电路与单相感应电机的绕组相连，并受控制电路的控制，控制电路与各调速开关相连，一一对应控制各逆变电路。

对本发明进一步改进，所述的调速开关彼此是独立的、互不干扰的，分别实现控制功能。

通过采用上述方案，所述的单相感应电机调速控制系统中每个由PWM整流电路提供直流电的母线上有四个逆变电路，四个控制电路，四个电压检测电路，四个电流检测电路和四个调速开关；直流母线并联四个逆变电路，各逆变电路均与单相感应电机电连接，逆变电路受控制电路控制，控制电路的一端与调速开关相连，另一端分别与电压检测电路、电流检测电路和转速检测电路电连接，电压检测电路、电流检测电路和转速检测电路均检测单相感应电机两端的电压、电流和转子转速。

本发明和目前采用的单相感应电机调速控制系统相比，具有以下优点：

第一，功率因数高：采用PWM整流电路能够克服传统的晶闸管相整流电路和二极管整流电路中出现的输入电流谐波大的缺点。PWM整流电路能使输入电流接近正弦波，与输入电压同相位，达到单位功率因数；

第二，电流冲击小：由逆变电路控制单相感应电机软起动，降低了单相感应电机起动电流冲击。再者，采用直流母线对单相感应电机供电，单相感应电机的随机起动与停止时的冲击电流能在直流母线侧进行能量互补缓冲，对交流电网的电流冲击小。克服了单相感应电机独立控制时对交流电网的电流冲击问题。

第三，节约电能：(1)由逆变电路控制单相感应电机软起动，并根据电机负载情况，控制单相感应电机的情况调节电机的转速，能够提高电能使用率。克服了采用机械离合器控制工作机械的能量损耗的缺点；(2)单相感应电机停车制动时的机械能量被各自的逆变电路回馈到直流侧，被同一直流母线的其它逆变电路所利用；当同一直流母线的大部分逆变电路均向直流侧回馈电能时，这种能量回馈使得直流母线电压升高，PWM整流电路将直流侧能量回馈到交流电网。这种在直流侧进行能量交换利用，以及将制动能量回馈交流电网的特点，克服了传统采用制动电阻方法引起的能耗。