一種無源驅(qū)動變勵電機節(jié)能系統(tǒng)技術(shù)方案

一種無源驅(qū)動變勵電機節(jié)能系統(tǒng)，包括變勵電機，變勵電機由直流串勵電動機的定子繞組上疊加一對變勵繞組、或者增加一對變勵繞組磁極構(gòu)成，變勵電機的電樞兩端通過恒流充電裝置并聯(lián)連接儲能裝置，變勵電機的他勵繞組連接有勵磁控制裝置。本發(fā)明專利技術(shù)一種無源驅(qū)動變勵電機節(jié)能系統(tǒng)，過合理匹配電動機功率，提高電動機工作狀態(tài)運行效率；回收、儲存、并再利用制動和倒拖的再生能量，作為變勵電機驅(qū)動源，適時加載并與原驅(qū)動電動機共同驅(qū)動，達到降低能耗的目的。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)一種無源驅(qū)動變勵電機節(jié)能系統(tǒng)，涉及電機拖動節(jié)能領(lǐng)域。
技術(shù)介紹
電動機驅(qū)動是日常生活、工業(yè)生產(chǎn)和交通運輸?shù)鹊闹饕?qū)動方式。占有全球70%以上的能源消耗。電機驅(qū)動設備的設計制造，多數(shù)是按照系統(tǒng)最大負載工況設計確定功率的。但實際使用中，電動機往往工作在額定負載以下，在最大負載工況下并不常用。電動機損耗一般包括銅損、鐵損、機械損耗和雜散損耗(附加損耗)四個部分。電動機工作效率的高低取決于電機工作過程中各種損耗的大小。在空載或輕負荷時，電動機工作效率往往只有20%~30%，電動機工作在額定負載工況時其效率最高，可達75%~92%。所以，按常規(guī)確定的電動機，實際工況中往往運行于較低效率狀態(tài)。造成能量的機電轉(zhuǎn)換效率低下，導致能源的浪費；此外，電動機運行過程中還存在制動和倒拖。
技術(shù)實現(xiàn)思路
為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)提供一種無源驅(qū)動變勵電機節(jié)能系統(tǒng)，過合理匹配電動機功率，提高電動機工作狀態(tài)運行效率；回收、儲存、并再利用制動和倒拖的再生能量，作為變勵電機驅(qū)動源，適時加載并與原驅(qū)動電動機共同驅(qū)動，達到降低能耗的目的。本專利技術(shù)采取的技術(shù)方案為:一種無源驅(qū)動變勵電機節(jié)能系統(tǒng)，包括變勵電機，變勵電機由直流串勵電動機的定子繞組上疊加一對變勵繞組、或者增加一對變勵繞組磁極構(gòu)成，變勵電機的電樞兩端通過恒流充電裝置并聯(lián)連接儲能裝置，變勵電機的他勵繞組連接有勵磁控制裝置。儲能裝置與變勵電機之間通過軟啟動裝置或者接觸器連接。所述軟啟動裝置、勵磁控制裝置分別包括大功率IGBT管。儲能裝置由電容或者蓄電池連接構(gòu)成。一種無源驅(qū)動變勵電機的電機拖動方法，在運行過程中，依據(jù)負載特性，變換勵磁方式:拖動時為純串勵，拖動時利用直流串勵電動機的特性，實現(xiàn)變勵電機與原驅(qū)動電動機同步運行；倒拖時為純他勵，倒拖時在變勵繞組的作用下，變勵電機為純他勵直流發(fā)電機，實現(xiàn)再生制動。當負載倒拖時，變勵電機給儲能裝置充電。勵磁控制裝置用于變勵電機倒拖時的無級調(diào)速。本專利技術(shù)一種無源驅(qū)動變勵電機的電機拖動系統(tǒng)，倒拖時變勵電機可作獨立的發(fā)電機，回收再生能量，并存儲于系統(tǒng)獨立的儲能裝置中。拖動時該系統(tǒng)由儲能裝置驅(qū)動，且其力矩方向與原驅(qū)動電動機相同，通過同一輸出軸將扭矩合并復合輸出，達到降低使用能耗的目的。本專利技術(shù)將無源變勵電機作為獨立單元，可靈活的與任何一種形式的交、直流電動機機械連接，原驅(qū)動電機控制方式不變、也可做適當調(diào)整。變勵電機由獨立的儲能裝置供電，無需外接電網(wǎng)供電，變勵電機倒拖時實現(xiàn)發(fā)電機功能，給獨立的儲能裝置充電。【附圖說明】下面結(jié)合附圖和實施例對本專利技術(shù)作進一步說明: 圖1為本專利技術(shù)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本專利技術(shù)的勵磁控制裝置結(jié)構(gòu)框圖； 圖3為本專利技術(shù)的儲能裝置的恒流充電裝置原理框圖。【具體實施方式】如圖1所示，一種無源驅(qū)動變勵電機節(jié)能系統(tǒng)，包括變勵電機2，變勵電機2由直流串勵電動機的定子鐵芯上加繞他勵繞組，電機工作過程中定子鐵芯可按拖動要求接成串勵或他勵即可變勵。通過疊加一對變勵繞組1、或者單獨增加一對他勵繞組磁極來實現(xiàn)，電機具備獨立的串勵繞組和他勵繞組磁極。變勵電機2的電樞兩端通過恒流充電裝置3并聯(lián)連接儲能裝置4，變勵電機2的他勵繞組連接有勵磁控制裝置7。儲能裝置4與變勵電機2之間通過軟啟動裝置5或者接觸器6連接。通過脈寬調(diào)制方式實現(xiàn)變勵電機2的調(diào)速控制。在小功率或?qū)φ{(diào)速要求不高的情況下，也可用接觸器6直接控制。所述軟啟動裝置5、勵磁控制裝置7分別包括大功率IGBT管，均由大功率IGBT管組成調(diào)節(jié)輸出單元，采用脈寬調(diào)制方式改變IGBT管的導通率(占空比)調(diào)節(jié)輸出電流和電壓。儲能裝置4由電容或蓄電池組成。一種無源驅(qū)動變勵電機的電機拖動方法，在運行過程中，依據(jù)電機是拖動負載還是被負載倒拖，變換勵磁方式:拖動時為純串勵，拖動時利用直流串勵電動機的特性，實現(xiàn)變勵電機2與原驅(qū)動電動機同步運行。倒拖時為純他勵，倒拖時在變勵繞組I的作用下，變勵電機2為純他勵直流發(fā)電機，實現(xiàn)再生制動。當負載倒拖時，變勵電機2給儲能裝置4充電。勵磁控制裝置7用于變勵電機2倒拖時的無級調(diào)速。圖2為勵磁控制裝置7的原理框圖:控制器由一開關(guān)信號給入工作信號，其脈寬發(fā)生器開始工作，接入輸入電位器可調(diào)節(jié)脈沖寬度。經(jīng)光電隔離接入IGBT1，光電隔離可有效隔離主電路干擾。調(diào)節(jié)控制器脈沖寬度即可調(diào)節(jié)IGBTl占空比，接點輸出+和接點輸出-聯(lián)接電動機他勵繞組，加在他勵繞組上的電壓就可隨IGBTl占空比變化，達到調(diào)節(jié)勵磁電流地目地。勵磁控制裝置還設有過壓和過流以及高反壓(峰壓)保護電路。圖3為儲能裝置4的恒流充電裝置原理框圖:控制器由一開關(guān)信號當負載下降時給入工作信號，其脈寬發(fā)生器開始工作，由輸入電位器設定脈沖寬度，經(jīng)光電隔離接入IGBT2，光電隔離可有效隔離主電路干擾。調(diào)節(jié)控制器脈沖寬度即可調(diào)節(jié)IGBT2占空比，接點輸出+和接點輸出-聯(lián)接儲能裝置4，設定脈沖寬度，即設定了充電電流的大小。通過電流撿測組成閉環(huán)保正恒流充電。過電壓撿測防止儲能裝置4因過充影響使用壽命。直流電動機有三種結(jié)構(gòu)型式:即直流他勵電動機、直流串勵電動機、直流復勵電動機，其中直流復勵電動機是直流他勵電動機增加一個加強起動能力的串勵繞組，其他勵和串勵繞組是同時工作不可分開的。由變勵繞組組成的直流電動機具備兩種獨立磁極，串勵繞組和他勵繞組均可獨立工作。直流電動機可改變勵磁方式(變勵)改變工作模式。本專利技術(shù)的原驅(qū)動電動機是指常規(guī)設計的機械主驅(qū)動電機。【主權(quán)項】1.一種無源驅(qū)動變勵電機節(jié)能系統(tǒng)，包括變勵電機(2)，變勵電機(2)由直流串勵電動機的定子繞組上疊加一對變勵繞組(1)、或者增加一對變勵繞組磁極構(gòu)成，其特征在于，變勵電機(2)的電樞兩端通過恒流充電裝置(3)并聯(lián)連接儲能裝置(4)，變勵電機(2)的他勵繞組連接有勵磁控制裝置(J)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種無源驅(qū)動變勵電機節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于，儲能裝置(4)與變勵電機(2)之間通過軟啟動裝置(5)或者接觸器(6)連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種無源驅(qū)動變勵電機節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于，所述軟啟動裝置(5)包括大功率IGBT管。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種無源驅(qū)動變勵電機節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于，所述勵磁控制裝置(7)包括大功率IGBT管。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種無源驅(qū)動變勵電機節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于，儲能裝置(4)由電容或者蓄電池連接構(gòu)成。6.采用如權(quán)利要求1~5所述一種無源驅(qū)動變勵電機節(jié)能系統(tǒng)的電機拖動方法，其特征在于，在運行過程中，依據(jù)負載特性，變換勵磁方式:拖動時為純串勵，拖動時利用直流串勵電動機的特性，實現(xiàn)變勵電機(2)與原驅(qū)動電動機同步運行；倒拖時為純他勵，倒拖時在變勵繞組(I)的作用下，變勵電機(2 )為純他勵直流發(fā)電機，實現(xiàn)再生制動。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種無源驅(qū)動變勵電機的電機拖動方法，其特征在于，當負載倒拖時，變勵電機(2 )給儲能裝置(4 )充電。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種無源驅(qū)動變勵電機的電機拖動方法，其特征在于，勵磁控制裝置(7)用于變勵電機(2)倒拖時的無級調(diào)速。【專利摘要】一種無源驅(qū)動變勵電機節(jié)能系統(tǒng)，包括變勵電機，變勵電機由直流串勵電動機的定子繞組上疊加一對變勵繞組、或者增加一對變勵繞組磁極構(gòu)成，變勵電機的電樞兩端通過恒流充電裝置并聯(lián)連接儲能裝置，變勵本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種無源驅(qū)動變勵電機節(jié)能系統(tǒng)，包括變勵電機（2），變勵電機（2）由直流串勵電動機的定子繞組上疊加一對變勵繞組（1）、或者增加一對變勵繞組磁極構(gòu)成，其特征在于，變勵電機（2）的電樞兩端通過恒流充電裝置（3）并聯(lián)連接儲能裝置（4），變勵電機（2）的他勵繞組連接有勵磁控制裝置（7）。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳永安，胡玲華，王既盈，
申請(專利權(quán))人：陳永安，胡玲華，王既盈，
類型：發(fā)明
國別省市：湖北;42