交流电动机的步进调速及装置

摘要

应用半导体电力电子器件控制供电频率并改变定子电流方向来调节交流感应电动机速度的方法及装置。本发明利用计算机控制电路产生的脉冲分配于电机定子绕组，借以形成步进磁场，而调节其步进角和步进频率实现电机调速。它包括将脉冲分配回路产生的脉冲信号轮流通电于电机各相绕组，产生步进角θ；计算机用8路脉冲信号输出控制直流斩波器和三相桥式晶闸管开关的通断，或者计算机用12路脉冲信号控制交流电网直接供电的电压换流三相晶闸管开关等。

主权项

1、应用电力电子器件，控制普通三相交流电动机定子绕组中的电流方向和通电时间，产生交流电动机步进调速的方法。其特征在于： (1)电机转子的转速按下式计算n= (60θfp)/(2π) (转/分) 式中θ为步进角(弧度) fp为步进脉冲重复频率(次/秒) 改变步进角θ，或调节步进脉冲重复频率fp，即可实现普通三相鼠笼型电动机的速度调节。 (2)步进角θ可以用改变电机定子线圈通电顺序的方法加以改变。例如对于具体分布线组的三相交流电动机，按供电方式Ⅰ，以6种状态顺序对电机定子绕组供电时，电机定子磁场的步进角θ=π/3。 供电方式I 状态 A相电流方向 B相电流方向 C相电流方向 1 2 3 4 5 6 D₁→D₄D₁→D₄D₁←D₄D₁←D₄D₁←D₄D₁→D₄ D₂←D₅D₂→D₅D₂→D₅D₂→D₅D₂←D₅D₁←D₅ D₃←D₆D₃←D₆D₃←D₆D₃→D₆D₃→D₆D₃→D₆按供电方式Ⅱ，以3种状态顺序对电机定子绕组供电时，电机定子磁场的步进角θ=2π/3。 供电方式Ⅱ 状态 A相电流方向 B相电流方向 C相电流方向 1 2 3 D₁→D₄D₁←D₄D₁←D₄ D₂←D₅D₂→D₅D₂←D₅ D₃←D₆D₃←D₆D₃→D₆实现普通三相交流电动机步进调速时选择步进角θ=π/3较好。 (3)电机转子的旋转方向是由定子线圈通电的顺序决定的，例如按方式Ⅰ供电，电机旋转方向为正，则按方式Ⅲ供电，电机将反方向旋转。 供电方式 状态 A相电流方向 B相电流方向 C相电流方向 1 2 3 4 5 6 D₁→D₄D₁→D₄D₁←D₄D₁←D₄D₁←D₄D₁→D₄ D₂←D₅D₂←D₅D₂←D₅D₂→D₅D₂→D₅D₁→D₅ D₃←D₆D₃→D₆D₃→D₆D₃→D₆D₃←D₆D₃←D₆(4)步进角θ选定之后，电机的转速将由步进脉冲重复频率fp决定 令Tp= 1/(fp) 为步进脉冲周期 Tp=t+to t为脉冲延续时间，tO为间隔时间 实现普通三相交流电动机步进调速时，脉冲间隔时间to应大于三相晶闸管开关的换向关断时间。 脉冲延续时间t影响电机的输入功率，合适的数值可根据被调速电机的特性通过实验确定。