[发明专利]一种稀土同步电动机自动有载无涌流切换装置及方法

说明书

发明提供一种稀土同步电动机自动有载无涌流切换装置，包括：三相定子绕组以及数据采集控制系统；在永磁电机定子的每相绕组线圈，按相同比例引出多组中间抽头以及首端抽头、尾端抽头；每相绕组线圈引出抽头的导线长度、比例均相同；当电源电压变化时，准同期无电流冲击切换到对应的空载反电势档，从而提高稀土永磁电动机的功率因数。使绕组多抽头稀土永磁电动机在有载切换绕组档位时无电流冲击，不对稀土永磁电机造成任何伤害，从而确保电源电压和稀土永磁电机对应空载反电势档达到最佳匹配，使稀土永磁电机运行时达到较高的功率因数。

技术领域

本发明涉及稀土永磁同步电动机领域，尤其涉及一种稀土同步电动机自动有载无涌流切换装置及方法。

背景技术

稀土永磁电动机，在额定电压下运行时，即便是轻负载运行工况，也可以具有很高的功率因数。例如当负载率仅仅为20%时，其功率因数也能达到0.95以上。而异步电动机在这样低的负载率下功率因数则只有0.25左右。由于稀土永磁电动机功率因数高，不但电机本身的电流小，定子铜耗显著降低，也减小了输电线路上的损耗，因此得到了越来越广泛的应用。

但是，现有的稀土永磁电动机在供电电压相对于额定电压发生偏差情况下，其空载电流会显著增大，轻载运行性能相应地显著变坏。

永磁电机技术领域最新发明的电源电压自匹配的稀土永磁电动机，提供多组空载反电势以适应电源电压的变化，其控制方式为手动方式，需要人工值守，造成巨大地人力物力的浪费。之所以未能实现自动运行，其根本原因就是没有克服切换时产生的电流冲击。电流的冲击容易导致稀土永磁电动机退磁，退磁后的稀土永磁电动机其性能还不如异步电机，其后果非常严重。

发明内容

为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供一种稀土同步电动机自动有载无涌流切换装置，包括：三相定子绕组以及数据采集控制系统；

在永磁电机定子的每相绕组线圈，按相同比例引出多组中间抽头以及首端抽头、尾端抽头；每相绕组线圈引出抽头的导线长度、比例均相同；

在三相定子绕组线圈中，三相定子绕组的首端抽头或尾端抽头连接在一起形成中性点，三相绕组线圈中，每相绕组线圈按照相同比例引出的中间抽头组成一相对应中性点具有相同空载反电势的功率档，功率档包括：第一功率档X1、Y1、Z1，第二功率档X2、Y2、Z2，第三功率档X3、Y3、Z3，第N功率档Xn、Yn、Zn；

每个功率档设有用于切换该功率档通断的切换开关，每个切换开关分别与数据采集控制系统连接，切换开关用于根据数据采集控制系统发出的控制信号，使三相绕组线圈同比例递增或同比例递减，并对应产生多档对应空载反电势，形成多档功率永磁同步电动机；

数据采集控制系统包括：处理器，电压采集模块，空载反电势采集模块，以及与切换开关数量相匹配，并对应连接的多个继电器，存储器；

电压采集模块用于实时采集稀土永磁电动机在稳定运行下电源电压U_o；

空载反电势采集模块用于获取的稀土永磁电动机各功率档对应的空载反电势u_n；

继电器与处理器连接，处理器用于实时将获取的稀土永磁电动机稳定运行下的电源电压U_o与获取的稀土永磁电动机各功率档对应的空载反电势u_n进行比较，获取与所述电源电压U_o的值相等的空载反电势u_i对应的该稀土永磁电动机功率档，并通过控制继电器输出，控制切换开关的通断，实现自动无电流冲击有载切换到多功率永磁同步电动机对应档位，确保供电电源电压和稀土永磁电机对应空载反电势达到最佳匹配，使稀土永磁电机运行时达到并一直保持较高的功率因数；

存储器用于储存数据采集控制系统的各项数据信息。

优选地，数据采集控制系统还包括：按键、键盘和显示器；