[实用新型]PWM转差调速装置

说明书

本实用新型与线绕式三相异步电动机转差调速装置有关。

传统的线绕式异步电动机转差调速，采用外接电阻R串入电动机转子电路，控制电阻增量△R，使电流量产生一个增量△I使转子电流I2增加或减少，电机电磁力矩随之减少或增大，而运行中的电机负载力矩不变并与电磁力矩始终维持平衡关系，因此电机开始减速或者加速，转差率S随之增加或减小，直至力矩重新达到平衡状态为止，完成转差调速过程。在这个过程中，加入的转子电阻产生转差功耗。尤其在低速时，转差功耗是较大的，调速范围受到限制。多年来人们寻找直接控制转子电流的调速装置，将转子电流增量控制在电源内，达到调速目的而不产生转差功耗。由于转子电流波形形状，连续性都直接影响电动机轴上输出力矩质量，一直没有获得成功。

本实用新型的目的是提供一种能满足电机输出轴上输出力矩对转子电流相位、波形、连续性等要求，无转差功耗的转差调速装置。

本实用新型的电源电路1输出接PWM控制电路2和功放电路4。PWM控制电路2有调节电位计W3。控制电路2的输出经光电隔离电路3接功放电路4，功放电路4的输出接电机转子电路5和反馈给PWM控制电路2。

本实用新型的PWM控制电路2有三角波发生电路A1－A2，其输出接比较器A3的输入正极，A3的输入负极接电位计W3和功放电路4的反馈电路，A3的输出经光电隔离电路3接功放电路4的输入，经T1、T2两极功放提供给晶体模块6的基极B，电源电路1的一路输出接T3、T4两级功放提供给晶体模块6的基极B一个反向关断电流。晶体模块6为GTR或IGBT高压大电流晶体开关模块，其E、C端接转子电路5。转子电路5有P1－P6三相整流电路接电机转子滑环P1、P2、P3。转子电路5并联有Rs，Cs吸收电路和T，R电路。

比较器A3的负输入端通过D1，D2，WD2，W4，R8接晶体模块E输出端，由C端输入Vc＝SE20，在b点与W3给定电位比较，以S为参数进行负反馈控制。

本实用新型工作时，首先给控制电路2接上直流稳压电源1，调W3使功率放大器T2输出脉冲宽度为99.7％左右，再在GTR开关模块C端送一模拟负反馈电压Vc＝SE20，S＝1时值，调节W4使输出脉宽变为60％左右，取掉反馈电压恢复接线，将电机定子投入380V电源，控制电路的晶体模块6按脉宽60％左右系列脉冲导通，关断电机开始由“0”速加速；S随之减小，脉宽随S减小而增加，将电流限定在2.1I左右快速起动到额定速度为止而完成起动。如此时将电源倒相反转操作转子电压Vc＞E20，由于负反馈作用，将脉宽降至“0”左右，电机在惯性负载作用下速度很快降下来，脉宽随之增加，在转子电流制动作用下，使电机速度快速降至“0”，以后重复上述起动过程，只是反转起动与上述起动不同方向而已。

调速电机只要电机起动后，将W3任意滑动决定I2的增量△I的变化，并以电机最大允许电流，使电机快速到达操作者需要的速度。而把电流增量有效的控制在电源内不产生转差功耗，实现n＝no（1－S）转差调速的目的。

本实用新型调速范围不受限制，在0－n_H范围内任意调速，节能效益显著。在调速过程中特别是在低速段运行中，轴上输出力矩平滑稳定无脉动感。本实用新型起动，调速共用一套PWM转差调速装置，调速精度高，可取代部份直流电机拖动，经济效益大，设备投资少，特别适合中小容量电机使用。

图1为本实用新型的方框图。

图2为本实用新型的电路原理图。

如下是本实用新型的实施例：

本实用新型的电源电路1为传统直流稳压电源，其输出端有－5V，0V，9V，＋12V直流电压。

集成运算放大器A1正输入端接于分压电阻R1，R2之间，负输入端经R3接A1输出，经电位计W2，R4接A2输出端。A1输出端接电位计W1和A2正输入端，A2负输入端接＋4.5U。A2的输出经R5接A3的正输入端。

集成运放A，A2组成的三角波发生电路，由R1、R2分压器输入一正电位，A1输出负跃变，R3正反馈使输出很快达到饱和而自持，A2，积分器通过W1C2充电进行正积分，A2输出三角波上升边。通过R4，W2对A1负反馈，当三角波上升最高点电位时，负反馈作用下使A1翻转，R3正反馈使输出达饱和而自持，A2开始反积分，输出为三角波下降边。通过R4、W2对A1负反馈，当三角波下降到最低点电位时，在负反馈作用下再次使A1翻转，使A2重复正积分。A1，A2重复工作，A2输出一系列固定频率fm三角波。