[实用新型]交流异步电机控制装置

说明书

本实用新型涉及一台交流异步电机控制装置。

现有技术中，交流异步电机控制装置的电流信号取样大多使用电流互感器，如欧洲专利51903，在该专利论述的一台交流异步电机控制装置中，电流互感器接在主回路中，使电流互感器的副边产生感应电流而取样。使用这种方式取样，在电机容量不同时，主回路的电流也随之变化，必须选取不同容量等级的电流互感器与之匹配，造成该控制装置通用性差，成本高。另一方面，由于该控制装置有滤波电路，而滤波电路的积分环节影响了电机对突加负载的迅速响应，在电机因突加负载加入时响应慢，甚至发生堵转。同时该控制装置还存在空载时工作电压较高等问题，使得这类控制装置的节电效果不明显。

本发明的目的是：提出一个改进的异步电机控制装置，它具有明显地节电效果，使电机在空载时，稳定运行在接近临界失步电压下，具有突加负载响应快的特点。

本发明的解决方案是：检测被控电机的三相绕组模拟反电势信号，以该信号作为电流取样器，突加负载检测器，稳速负反馈器的输入信号，并设计一个可调反馈器，用以调整电机在同一负载率的工作电压。

模拟反电势信号是通过检测与晶闸管并联的变压器的副边而获得；电流取样器以三相模拟反电势信号为输入信号，输出电流方波信号；突加负载器以三相模拟反电势信号为检测信号，该信号与三相电源电压降压后的混合信号比较得到一个突加负载信号；稳速负反馈器以三相模拟反电势信号为控制信号，该信号整形后与低通滤波器输出信号混合后，输出直流电平；可调反馈器取比较器输出的方波信号，由运算放大器反相后经电位器输出一个反相的方波信号与低通滤波器输入端相接。

图1：本实用新型的控制电气原理图

图2：电流取样器图

图3：相位检测电路工作波形

图4：突加负载检测器图

图5：稳速负反馈器图

图6：可调反馈器图

图7：本实用新型实施例的电机电压特性曲线

一台三相异步电机控制装置，具有电源插头，外壳，与电动机相连的接线柱和内部线路，三相电源经插头，通过晶闸管（32）、（33）、（34），与电动机相连的接线柱，和电动机（38）接通，变压器（37）、（36）、（35）与晶闸管（32）、（33）、（34）并联，变压器副边一端接地，另一端则产生一个电机模拟反电势信号。模拟反电势信号为晶闸管关断期间的电源电压与电机反电势之差和晶闸管导通时的管压降的综合信号。由于电源电压为一恒定值，因此模拟反电势信号的幅值变化直接反映了电机反电势的变化。

以三相电路中的一相说明：电机电压信号（波形如图3a）经电压取样    器（1）检测后，产生电压方波信号（波形如图3b）。取变压器（37）副边产生的模拟反电势信号中晶闸管导通时晶闸管上产生的电压降为电流过零点信号（波形如图3c），经电流取样器（4）检测后产生电流方波信号（波形如图3d）。上述的电压方波信号和电流方波信号输入至相位检测器（10）产生鉴相信号（波形如图3e）由于每相取样器均取正、负半周信号，即每相取样器在每一周波分别产生二个正、负鉴相信号，三相电路产生六个正、负鉴相信号，经检波后六个正鉴相信号输至低通滤波器（25）后产生一直流电平。直流电平的大小直接反映了上述鉴相信号的大小，该直流电平输至比较器（13）、（14）、（15）。由电压取样器取得的信号经锯齿波发生器（7）、（8）、（9）后产生同步锯齿波，三相同步锯齿波信号输至比较器（13）、（14）、（15）与上述直流电平进行比较后，输出信号即为触发脉冲信号。该触发脉冲与高频脉冲信号经门电路后，产生高频触发脉冲，再经放大器（19）、（20）、（21）后推动触发器（22）、（23）、（24）控制晶闸管（32）、（33）、（34）的导通角，从而改变了电机的电压。这种电流取样方法，不受电机功率变化的影响，不必因电机功率大小的变化而改变电流信号取样电路的元件，从而降低了成本，提高了本控制装置的通用性。