[发明专利]一种新的开关磁阻电动机调速装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种开关磁阻电动机中电磁转矩的产生和控制原理，具体地说，涉及一种新的开关磁阻电动机调速装置。

背景技术

目前，开关磁阻电动机调速装置已得到广泛的应用，其中3相开关磁阻电动机更为成熟，至今已有许多产品；在定/转子凸极为12/8时，调速范围一般为10～2000转/分。

目前，开关磁阻电动机的电磁转矩仍有较大的脉动，在运行转速太低时会产生懦动现象，亦即转速有显著的波动。开关磁阻电动机调速装置的这一弱点与电动机的结构有关，也与调速控制方式有关。

从分析复位转矩的产生机理着手，本公司改进了开关磁阻电动机转子凸极的结构，让复位转矩与失调角间关系近似地符合正弦波规律；同时确立了两相邻相同时通电和分相闭环控制复位转矩幅值的办法，只要幅值取得适当，在总复位转矩幅值基本不变的前提下，就可通过顺序换相，把转子良好地停在任意的转角。

上述结构开关磁阻电动机和定位控制方式以及系统结构方案，本公司已陆续申请了专利。定位控制系统分开环和闭环两种型式，图1示为开环时总体控制部份的方框图。

图中脉冲源产生一定转角间隔的脉冲列，经过门电路后送至转矩给定器，同时又被可逆计数器累计，其结果与设定的转角比较，从而获得正/反向运行信号和停止运行信号。正/反向运行信号被同时送至转矩给定器和计数器，分别控制电动机转向和计数器的加/减计数；停止运行信号则被加到门电路上，与启动信号一起控制门电路的通断。

如果电动机上装有编码器做的角位移传感器，把图1中被可逆计数器累计的脉冲列改由编码器来提供，那么就构成了闭环型式的定位控制系统。

发明内容

本发明正是为了解决上述技术问题而设计的一种新的开关磁阻电动机调速装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种新的开关磁阻电动机调速装置，包括开关磁阻电动机和转速控制器；开关磁阻电动机是是转子可以定位在任意设定转角的电动机；电动机转矩的脉动很小，能输出极低的转速；在启动信号作用下，模拟开关把转速给定值接通；经过给定积分电路一路输出给比较电路，另一路输出给控制电路；比较电路获得的正/反向运行信号和控制电路输出同时送到转矩给定器上，转矩给定器产生相应的转矩量，并输出给电动机的相绕组，从而控制开关磁阻电动机转速。

所述一种新的开关磁阻电动机调速装置，其控制电路为开环控制电路，该开环控制电路由绝对值变换器和v/f转换器组成，给定积分电路的另一路输出给绝对值变换器，经变换后再输出给v/f转换器，产生频率正比于转速的脉冲序列，然后输出给转矩给定器。

所述一种新的开关磁阻电动机调速装置，其控制电路为闭环控制电路，该闭环控制电路由绝对值变换器、偏差放大器、可调脉冲源、编码器和v/f转换器组成，给定积分电路的另一路输出给绝对值变换器，经偏差放大器放大后给可调脉冲源；同时电动机测速信号的负反馈经v/f转换器变成电压，输出给编码器，编码器输出给偏差放大器。

所述一种新的开关磁阻电动机调速装置，其电动机相数大于2，各相的磁路独立，可以分相控制定子绕组；电动机转子凸极结构特殊，在一个相绕组中通以电流时，转子复位转矩与失调角间关系近似地符合正弦波规律。

所述一种新的开关磁阻电动机调速装置，由于其两相邻相产生的复位转矩的幅值适当，对于任意设定的转角，转子上总复位转矩的矩角特性仍近似地符合正弦波规律，且总复位转矩的幅值基本不变；两相邻相同时通电换相时，两相中有一相复位转矩的幅值为零，空载时有一个转子凸极与通电相定子凸极的中心线重合；如果带了负载，则定位角和换向角皆偏移一个负载角。

所述一种新的开关磁阻电动机调速装置，其各相复位转矩由转矩给定器给出后，经过I/M变换或M/I变换，依靠电流传感器测得的相绕组电流反馈，构成转矩闭环或电流闭环。

本发明中关键单元是转矩给定器，它的输出和输入间的变换关系复杂，而且需要多相输出，必须采用计算机技术才能实现。其它单元不受限制，但为了简化电路，提高可靠性和控制的灵活性，最好也使用计算机技术。

本发明的有益效果是：在上述定位控制的基础上，本发明推出了一种全新的开关磁阻电动机调速装置，其电磁转矩的脉动很小，能输出极低的转速，甚至接近于零。其运行性能良好，与变频器供电的同步电动机相当。其设计合理、实现简单且运行稳定。

附图说明

图1已公开技术的开关磁阻电动机定位控制系统功能框图。

图2本发明开环控制转速时功能框图。

图3为本发明闭环控制转速时功能框图。

具体实施方式