專利名稱：小功率異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)三角形-星形起動(dòng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法，具體是一種小功率異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)三角形-星形起動(dòng)方法。
背景技術(shù)：
異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)在進(jìn)行起動(dòng)時(shí)，由于發(fā)電制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的作用，經(jīng)常出現(xiàn)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩過小(一般比異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小)的問題。目前，為提高異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，主要采用下述兩種起動(dòng)方法一種方法是將轉(zhuǎn)子的鼠籠導(dǎo)條變窄變淺，以此增加鼠籠部分的電阻，進(jìn)而提高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。此方法對(duì)一般負(fù)載慣量的電機(jī)能夠滿足起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和牽入轉(zhuǎn)矩的要求，但對(duì)負(fù)載慣量較大的電機(jī)，特別是二級(jí)電機(jī)，當(dāng)滿足了起動(dòng)轉(zhuǎn)矩要求時(shí)，其牽入轉(zhuǎn)矩反而降低，導(dǎo)致電機(jī)無法進(jìn)入同步狀態(tài)；另一種方法是在起動(dòng)時(shí)，將異步起動(dòng)永磁轉(zhuǎn)子與純異步轉(zhuǎn)子同軸，以此提高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。此種方法的不足是導(dǎo)致電機(jī)的體積加大，且導(dǎo)致電機(jī)的效率和功率因數(shù)降低。綜上所述，現(xiàn)有異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法存在無法兼顧起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和牽入轉(zhuǎn)矩的要求、以及導(dǎo)致電機(jī)的效率和功率因數(shù)降低的問題?；诖?，有必要發(fā)明一種全新的異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法，以解決現(xiàn)有異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法存在的上述問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法無法兼顧起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和牽入轉(zhuǎn)矩的要求、以及導(dǎo)致電機(jī)的效率和功率因數(shù)降低的問題，提供了一種小功率異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)三角形-星形起動(dòng)方法。本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的小功率異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)三角形-星形起動(dòng)方法，該方法是采用如下步驟實(shí)現(xiàn)的1)采用三角形聯(lián)結(jié)方式對(duì)異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的三相繞組進(jìn)行聯(lián)結(jié)，然后起動(dòng)異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)，異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)逐漸進(jìn)入同步狀態(tài)；2)待異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)進(jìn)入同步狀態(tài)后，將異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)三相繞組的聯(lián)結(jié)方式由三角形聯(lián)結(jié)方式切換為星形聯(lián)結(jié)方式，采用星形聯(lián)結(jié)方式對(duì)異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的三相繞組進(jìn)行聯(lián)結(jié)，異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。根據(jù)電機(jī)理論，在輸入電壓確定的情況下，降低異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)(發(fā)電電壓)，可以達(dá)到相對(duì)提高電壓的目的。當(dāng)異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的三個(gè)繞組分別采用三角形聯(lián)結(jié)方式和星形聯(lián)結(jié)方式時(shí)，其反電動(dòng)勢(shì)的關(guān)系如下述公式
= (其中， 為異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的三個(gè)繞組采用三角形聯(lián)結(jié)方式時(shí)的反
電動(dòng)勢(shì),h為異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的三個(gè)繞組采用星形聯(lián)結(jié)方式時(shí)的反電動(dòng)勢(shì))。以輸
入電壓380V為例，假設(shè)異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的三個(gè)繞組采用星形聯(lián)結(jié)方式時(shí)其反電動(dòng)勢(shì)為360V，那么在繞組形式和線圈匝數(shù)不變的前提下，異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的三個(gè)繞組采用三角形聯(lián)結(jié)方式時(shí)其反電動(dòng)勢(shì)便降為207V，相當(dāng)于電壓相對(duì)提高了 153V。由于異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和牽入轉(zhuǎn)矩均與電壓的平方成正比，因而相較于采用星形聯(lián)結(jié)方式時(shí)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，采用三角形聯(lián)結(jié)方式時(shí)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩可提高5倍，電流則可提高3 倍?；谏鲜隼碚摚诋惒狡饎?dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)階段，采用三角形聯(lián)結(jié)方式對(duì)異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的三相繞組進(jìn)行聯(lián)結(jié)，使得異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和牽入轉(zhuǎn)矩同時(shí)提高，保證了異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)具有良好的起動(dòng)特性。待異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)進(jìn)入同步狀態(tài)后，將異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)三相繞組的聯(lián)結(jié)方式由三角形聯(lián)結(jié)方式切換為星形聯(lián)結(jié)方式，使得異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)處于小電流運(yùn)行狀態(tài)，保證了異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)具有高效率和高功率因數(shù)。綜上所述，與現(xiàn)有異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法相比，本發(fā)明所述的小功率異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)三角形-星形起動(dòng)方法不僅兼顧了起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和牽入轉(zhuǎn)矩的要求，而且保證了電機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)的高效率和高功率因數(shù)?？紤]到采用三角形聯(lián)結(jié)方式時(shí)的電流較大，容易對(duì)電網(wǎng)造成沖擊，本發(fā)明所述的小功率異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)三角形-星形起動(dòng)方法只適用于小功率異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)。本發(fā)明通過對(duì)異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)三相繞組的聯(lián)結(jié)方式進(jìn)行切換，有效解決了現(xiàn)有異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法無法兼顧起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和牽入轉(zhuǎn)矩的要求、以及導(dǎo)致電機(jī)的效率和功率因數(shù)降低的問題，適用于小功率異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)。


圖1是本發(fā)明所述的異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)三相繞組的聯(lián)結(jié)方式的切換原理圖。
具體實(shí)施例方式小功率異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)三角形-星形起動(dòng)方法，該方法是采用如下步驟實(shí)現(xiàn)的
1)采用三角形聯(lián)結(jié)方式對(duì)異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的三相繞組進(jìn)行聯(lián)結(jié)，然后起動(dòng)異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)，異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)逐漸進(jìn)入同步狀態(tài)；
2)待異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)進(jìn)入同步狀態(tài)后，將異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)三相繞組的聯(lián)結(jié)方式由三角形聯(lián)結(jié)方式切換為星形聯(lián)結(jié)方式，采用星形聯(lián)結(jié)方式對(duì)異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的三相繞組進(jìn)行聯(lián)結(jié)，異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。具體實(shí)施時(shí)，在異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的接線口設(shè)計(jì)安裝一個(gè)切換裝置。在異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的三相繞組中，每相繞組首尾有兩個(gè)端點(diǎn)，三相繞組有三個(gè)首端點(diǎn)和三個(gè)尾端點(diǎn)，當(dāng)把三個(gè)首端點(diǎn)(或尾端點(diǎn))聯(lián)結(jié)在一起時(shí)，就形成星形聯(lián)結(jié)方式。據(jù)此，通過切換裝置將異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)三相繞組的聯(lián)結(jié)方式由三角形聯(lián)結(jié)方式切換為星形聯(lián)結(jié)方式，切換原理如圖1所示(圖中“Δ”表示三角形聯(lián)結(jié)方式；“Y”表示星形聯(lián)結(jié)方式；“S”表示切換裝置；“A”、“B”、“C”分別表示三相交流電)。切換裝置可以設(shè)計(jì)為手動(dòng)三刀三擲開關(guān)，也可以設(shè)計(jì)為由接觸器和時(shí)間繼電器組成的Δ -Y切換控制器；
而通過下述兩個(gè)試驗(yàn)，可以進(jìn)一步驗(yàn)證本發(fā)明所述的小功率異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)三角形-星形起動(dòng)方法相較于現(xiàn)有異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法存在的優(yōu)勢(shì)試驗(yàn)一
風(fēng)機(jī)異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)，功率3000W，電壓380V，極對(duì)數(shù)1，轉(zhuǎn)速3000轉(zhuǎn)/分；
自2010年4月起，采用現(xiàn)有異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法對(duì)風(fēng)機(jī)異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行異步起動(dòng)，經(jīng)過很多次試驗(yàn)，均因起動(dòng)轉(zhuǎn)矩不足沒有成功。2011年3月，按本發(fā)明所述的小功率異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)三角形-星形起動(dòng)方法，采用由二個(gè)接觸器和一個(gè)時(shí)間繼電器組成的Δ -Y切換控制器，順利完成了風(fēng)機(jī)異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的3 秒起動(dòng)，并在進(jìn)入同步狀態(tài)后穩(wěn)定運(yùn)行，運(yùn)行時(shí)的功率因數(shù)高達(dá)0. 95，效率高達(dá)90%;
試驗(yàn)二
金屬切片機(jī)異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)，功率0. 75kff,極對(duì)數(shù)1，轉(zhuǎn)速3000轉(zhuǎn)/分；
由于金屬切片機(jī)屬圓盤式結(jié)構(gòu)，異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的負(fù)載慣量較大，采用現(xiàn)有異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法無法將金屬切片機(jī)異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)牽入同步狀態(tài)。按本發(fā)明所述的小功率異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)三角形-星形起動(dòng)方法，采用由二個(gè)接觸器和一個(gè)時(shí)間繼電器組成的Δ -Y切換控制器，經(jīng)過3秒起動(dòng)過程，順利將金屬切片機(jī)異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)牽入同步狀態(tài)，運(yùn)行時(shí)的功率因數(shù)高達(dá)0. 93，效率高達(dá)89%。
權(quán)利要求
1. 一種小功率異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)三角形-星形起動(dòng)方法，其特征在于該方法是采用如下步驟實(shí)現(xiàn)的1)采用三角形聯(lián)結(jié)方式對(duì)異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的三相繞組進(jìn)行聯(lián)結(jié)，然后起動(dòng)異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)，異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)逐漸進(jìn)入同步狀態(tài)；2)待異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)進(jìn)入同步狀態(tài)后，將異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)三相繞組的聯(lián)結(jié)方式由三角形聯(lián)結(jié)方式切換為星形聯(lián)結(jié)方式，采用星形聯(lián)結(jié)方式對(duì)異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的三相繞組進(jìn)行聯(lián)結(jié)，異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明涉及異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法，具體是一種小功率異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)三角形-星形起動(dòng)方法。本發(fā)明解決了現(xiàn)有異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法無法兼顧起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和牽入轉(zhuǎn)矩的要求、以及導(dǎo)致電機(jī)的效率和功率因數(shù)降低的問題。小功率異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)三角形-星形起動(dòng)方法，該方法是采用如下步驟實(shí)現(xiàn)的1)采用三角形聯(lián)結(jié)方式對(duì)異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的三相繞組進(jìn)行聯(lián)結(jié)，然后起動(dòng)異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)；2)將異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)三相繞組的聯(lián)結(jié)方式由三角形聯(lián)結(jié)方式切換為星形聯(lián)結(jié)方式。本發(fā)明適用于小功率異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)。
文檔編號(hào)H02P6/20GK102281030SQ20111020706
公開日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2011年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月23日
發(fā)明者岳群生 申請(qǐng)人:岳群生