可變檔交流異步電機控制裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種可變檔交流異步電機控制裝置，其包括：微控制器、與微控制器連接的驅(qū)動元件、電機、與電機連接的輸出電路以及啟動模塊切換電路；所述電機內(nèi)的三相繞組的每一繞組具有兩個連接端；所述輸出電路包含三對功率管；所述啟動模塊切換電路包含分別連接至每一繞組一個連接端上的三個電子開關(guān)。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型通過在電機的輸出側(cè)增加了用于電極的啟動模塊切換電路，并在三相橋式輸出電路的配合下，使電機在保持轉(zhuǎn)矩不變的情況下可有效降低啟動電流，降低電機工作溫度，達到節(jié)能和延長電源系統(tǒng)壽命目的。
【專利說明】
可變檔交流異步電機控制裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及永磁電機技術(shù)，尤其涉及一種可變檔交流異步電機控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]如圖1所示，現(xiàn)有交流異步電機有三相繞組分別為六41、841、0(:1，單相繞組有效導(dǎo)體數(shù)為N，如圖2所示為一種采用星型接法的交流異步電機，電機控制系統(tǒng)電路由多個電子器件組成，這些電子器件構(gòu)成控制電路，對電機進行控制，該控制電路主要由微控制器(如單片機)、驅(qū)動電路、功率MOS管組成三相橋式輸出電路組成，此種電路電源電壓是加在電機兩相繞組上，每相繞組上得到的電壓是電源電壓的二分之一。
[0003]隨著國家對節(jié)能環(huán)保的要求不斷提高，人們對電機的節(jié)能和調(diào)速性能提出了更高的要求，現(xiàn)在的交流異步電機系統(tǒng)啟動電流很大，是正常電機運行的2?4倍，不能滿足國家節(jié)能環(huán)保的要求。因為交流異步電機啟動電流大，每次啟動都對電源系統(tǒng)帶來很大沖擊，在頻繁啟動的電機調(diào)速系統(tǒng)中，因為電機的頻繁啟動使電源供給系統(tǒng)安全性、可靠性降低，尤其是以蓄電池為電源的新能源系統(tǒng)，將縮短蓄電池壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型所解決的技術(shù)問題在于提供一種可變檔交流異步電機控制裝置，以改善現(xiàn)有技術(shù)中較大的電機啟動電流對電源供給系統(tǒng)造成沖擊的技術(shù)問題。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種可變檔交流異步電機控制裝置，其包括:微控制器、與微控制器連接的驅(qū)動元件、受所述驅(qū)動元件驅(qū)動的電機、與電機連接的輸出電路以及啟動模塊切換電路;所述電機內(nèi)設(shè)有與所述輸出電路連接的三相繞組，每一繞組具有兩個連接端;所述輸出電路包含分別連接至每一繞組的一個連接端上的三對功率管;所述啟動模塊切換電路包含分別連接至每一繞組另一個連接端上的三個電子開關(guān)。
[0006]進一步地，所述三個電子開關(guān)分別為第一開關(guān)、第二開關(guān)及第三開關(guān)，所述啟動模塊切換電路還包含與所述三個電子開關(guān)連接的第四開關(guān)。
[0007]進一步地，所述驅(qū)動元件包括與所述微控制器連接的三個驅(qū)動電路。
[0008]進一步地，所述每對功率管中的一個功率管與所述驅(qū)動元件的一個驅(qū)動電路連接。
[0009]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型可變檔交流異步電機控制裝置通過在電機的輸出側(cè)增加了用于電極的啟動模塊切換電路，并在三相橋式輸出電路的配合下，使電機在保持轉(zhuǎn)矩不變的情況下可有效降低啟動電流，降低電機工作溫度，達到節(jié)能和延長電源系統(tǒng)壽命目的，尤其對蓄電池為電源的系統(tǒng)，延長蓄電池壽命節(jié)能效果顯著。
【附圖說明】
[0010]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中應(yīng)用于交流異步電機中的三相繞組示意圖。
[0011]圖2為現(xiàn)有技術(shù)中星型接法的交流異步電機控制裝置的示意圖。
[0012]圖3為本實用新型所述可變檔交流異步電機控制裝置的三相繞組示意圖。
[0013]圖4為本實用新型所述可變檔交流異步電機控制裝置在正常運行檔時的連接示意圖。
[0014]圖5為本實用新型所述可變檔交流異步電機控制裝置在啟動檔時的連接示意圖。
[0015]圖6為圖5中本實用新型所述可變檔交流異步電機控制裝置在啟動檔時的等效電路圖。
【具體實施方式】
[0016]如圖3及圖4所示，本實用新型提供一種可檔交流異步電機控制裝置，其可具有電子變檔，并可在電源電壓不變的情況下降低電機的啟動電流。所述可變檔交流異步電機控制裝置包括微控制器(Micro-controlIer Unit，MCU)、與微控制器連接的驅(qū)動元件、受所述驅(qū)動元件驅(qū)動的電機、與電機連接的輸出電路以及啟動模塊切換電路。
[0017]所述微控制器用于連接控制所述驅(qū)動元件，并由驅(qū)動元件驅(qū)動所述電機實現(xiàn)運轉(zhuǎn)，且所述微控制器設(shè)有連接所述變檔切換裝置的引出線，運行時，所述微控制器收到啟動電機的指令信息后，將控制電機進入啟動檔，使電機低速運轉(zhuǎn)；當所述微控制器收到進入正常運行檔指令后，將通過驅(qū)動元件驅(qū)動所述電機進行高速運轉(zhuǎn)。本實用新型中所述微控制器對電機進行了雙檔限流控制，啟動檔啟動電流限制在原星型接法電機最大電流的50%?70%，正常運行擋所述控制器對電機最大限流和原星型接法相同。
[0018]在本實用新型最佳實施方式中，所述電機為無刷直流電機，且該電機內(nèi)設(shè)有三相繞組，分別為繞組A-Al、繞組B-Bl及繞組C-Cl，其分別具有從電機中引出的兩個引出端，且每相繞組的有效導(dǎo)體數(shù)N(即匝數(shù))在原電機的基礎(chǔ)上增加了一倍，S卩2N，所述每一繞組具有兩個連接端。所述驅(qū)動元件包括與所述微控制器連接的三個驅(qū)動電路。
[0019]如圖4所示，所述輸出電路連接至所述每個繞組的一個連接端，所述啟動模塊切換電路包括分別連接至每個繞組另一個連接端的三個電子開關(guān)(分別是第一開關(guān)K1、第二開關(guān)K2、第三開關(guān)K3)以及連接該三個電子開關(guān)的第四開關(guān)K4，其中，所述輸出電路包括分別連接至每個繞組的一個連接端的MOS管，所述MOS管由6個功率MOS管V1-V6組成，共分成3對功率MOS管，S卩Vl與V2、V3與V4、及V5與V6，每一繞組的一個引出端均分別連接有一對功率MOS管，每一繞組的另一個引出端均分別與所述啟動模塊切換電路的第一開關(guān)K1、第二開關(guān)K2和第三開關(guān)K3連接，由此形成新式三相橋式電路。所述每對功率MOS管中的一個功率管均連接至所述驅(qū)動元件的一個驅(qū)動電路。
[0020]可見，本實用新型利用所述V1-V6功率MOS管組成了輸出電路，利用所述四個電子開關(guān)第一開關(guān)K1、第二開關(guān)K2、第三開關(guān)K3及第四開關(guān)K4組成了啟動模塊切換電路。
[0021]運行時，本實用新型電機具有啟動檔和正常運行擋兩種模式，并可通過所述啟動模塊切換電路進行切換，實現(xiàn)電子變檔調(diào)速，其具體原理如下:
[0022]當微控制器得到電機啟動的指令后進入啟動檔，如圖5所示，所述微控制器將限制啟動電流在原星型接法交流異步電機最大相電流的50%，所述微處理器通過所述驅(qū)動電路分別使交流異步電機啟動模塊切換電路里的第一開關(guān)Kl的1-3端閉合、第二開關(guān)K2的1-3端閉、第三開關(guān)K3的1-3端閉合、第四開關(guān)K4的1-3端閉合，此時等效電路如圖6所示，這時電機三相繞組的A1、B1、C1連接為一點，控制器進入星型橋接方式。根據(jù)交流異步電機星型接法原理和有效導(dǎo)體數(shù)為2N的電機繞組可知，本實用新型的電機電梳繞組相電流為1/21，此狀態(tài)下可在相電流降低50%的情況下電機轉(zhuǎn)矩不變。
[0023]當微控制器得到進入正常運行檔指令后，如圖4所示，所述微處理器通過驅(qū)動電路，使交流異步電機啟動模塊切換電路內(nèi)的第四開關(guān)K4的1-2端閉合，所述微處理器矢量信號加載到由Vl至V6功率MOS管和啟動模塊切換電路中的開關(guān)K1、K2、K3組成的新式橋式輸出電路，由所述開關(guān)Kl、Κ2、Κ3和Vl至V6功率MOS管共同完成驅(qū)動電機的工作。在此狀態(tài)下電機最大限流值和原星型接法相同，電機轉(zhuǎn)速和原星型接法一樣。
[0024]由上可知，本實用新型采用此種技術(shù)在電源電壓不變的情況下，啟動檔電梳繞組電流可降低50%，可大大降低電機的工作溫度，且交流異步電機轉(zhuǎn)矩不變，在正常運行檔時交流異步電機轉(zhuǎn)速和原星型接法相同，本實用新型通過電子變檔技術(shù)達到了節(jié)能的目，并提高了電源系統(tǒng)安全性和可靠性，可有效延長電源供給系統(tǒng)壽命。
[0025]以上所述，僅是本實用新型的最佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實用新型技術(shù)方案范圍情況下，利用上述揭示的方法內(nèi)容對本實用新型技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，均屬于權(quán)利要求書保護的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種可變檔交流異步電機控制裝置，其特征在于，包括:微控制器、與微控制器連接的驅(qū)動元件、受所述驅(qū)動元件驅(qū)動的電機、與電機連接的輸出電路以及啟動模塊切換電路；所述電機內(nèi)設(shè)有與所述輸出電路連接的三相繞組，每一繞組具有兩個連接端;所述輸出電路包含分別連接至每一繞組的一個連接端上的三對功率管;所述啟動模塊切換電路包含分別連接至每一繞組另一個連接端上的三個電子開關(guān)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變檔交流異步電機控制裝置，其特征在于:所述三個電子開關(guān)分別為第一開關(guān)、第二開關(guān)及第三開關(guān)，所述啟動模塊切換電路還包含與所述三個電子開關(guān)連接的第四開關(guān)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可變檔交流異步電機控制裝置，其特征在于:所述驅(qū)動元件包括與所述微控制器連接的三個驅(qū)動電路。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可變檔交流異步電機控制裝置，其特征在于:所述每對功率管中的一個功率管與所述驅(qū)動元件的一個驅(qū)動電路連接。
【文檔編號】H02P23/20GK205566153SQ201620098933
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年2月1日
【發(fā)明人】劉衛(wèi)東, 鄭益軍
【申請人】劉衛(wèi)東