[发明专利]一种异步启动永磁同步电动机的启动结构设置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种异步启动永磁同步电动机的启动结构设置及方法。

背景技术

随着社会的进步和发展，人类对于低碳环保的要求与时俱增，稀土永磁电动机因其高效的性能越来越广泛地被应用在各机械制造行业，其应用主要分为大两类，变频控制驱动和异步启动同步运行两类，其后者也称为自启动永磁电机。针对自启动永磁电机，也就是异步启动同步运行永磁电机不能采用星三角降压启动方式，因为永磁同步电机的工作方式在设计上均采用星形接法工作，如果采用三角形接法工作，则三次谐波高，同时，因三次谐波所产生的谐波电压和谐波电流直接影响到电机的效率和工作性能，直接导致永磁电机的效率低和工作性能差的特点，因为绕组采用星形接法工作的永磁电机，在启动时无法使用星三角降压启动法，因此对于大功率电机的启动就存在启动瞬间电流冲击大的问题，这种冲击电流直接反向冲击永磁磁场，从而导致永磁体失磁现象发生，造成电机无法正常工作，目前对于感应电动机的降压启动有如下五种方式：1、星三角降压启动方式，采用此方法只能应用在三角形接法的绕组运行方式，同时还不能满足长时间的启动工作时间，无法应用在异步启动永磁同步电动机上；2串接电抗器方法，这种方法体积大成本高，对于批量使用的行业很难得到应用推广；3、串接电阻法，这种方法应用不方便，电阻易发热，存在安全隐患，限制了应用推广；4、延边三角形法，这中方法只能应用在三角形接法运行的电动机，无法应用于自启动永磁同步的启动；5、晶闸管软启动方法，这种方法占用空间大，成本高。因而开发一种体积小、成本低、安全可靠的异步同步电动机及其启动设置及方法，是目前应解决的问题。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种采用变化自启动永磁电机绕组结构进行合理的设计组合的一种低电流、转速提升平稳的启动组合结构。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是一种异步启动永磁同步电动机的启动结构设置及方法，包括相绕组多组独立绕组的组合、继电器、延时开关、异步启动永磁同步电动机主体。所述的异步启动永磁同步电动机主体设置有两组独立存在的相绕组，两组绕组以九根引出线U1、U2、U3、V1、V2、V3、W1、W2、W3引出异步启动永磁同步电动机外部，相绕组的九根引出线和控制系统组合成一组合设置主体，在控制系统的组合作用下，使异步启动永磁同步电动机形成三步骤启动结构，有其对应的不同结构设置的启动运行结构组合方式，所述的异步启动永磁同步电动机三步骤不同结构组合的启动运行结构方式是：第一步骤（图1），U、V、W三相各设置有二组绕组，U相绕组1的头部是U1，尾部是U2，绕组2的头部是U3，尾部是O1，V相绕组3的头部是V1，尾部是V2，V相绕组4的头部是V3，尾部是O1，W相绕组5的头部是W1，尾部是W2，W相绕组6的头部是W3，尾部是O1，在控制器作用下，绕组1的头部U1和三相电源U相相接，绕组1的尾部U2和绕组2的头部U3相接，绕组2的尾部为O1点，绕组3的头部V1和三相电源V相相接，尾部V2和绕组4的头部V3相接，尾部接口为O1点，绕组5的头部W1和三相电源W相相接，绕组5的尾部W2和绕组6的头部W3相接，尾部为O1点，O1点为绕组2、4、6的尾部，形成公共连接点，组合成一种高相电阻多匝数的星形接法启动结构，U相绕组匝数为绕组1加绕组2匝数，V相绕组匝数为绕组3加绕组4匝数，W相绕组匝数为绕组5加绕组6匝数，该结构方式组合实现了异步启动永磁同步电动机的低电流相绕组大电阻的星形绕组启动方式的第一步骤；启动的第二步骤结构方式为图2，绕组1的头部U1和绕组2的头部U3相接，外接三相电源U相，绕组1的尾部U2和O2相接，绕组2的尾部为O1；绕组3的头部V1和绕组4的头部V3相接，外接三相电源V相，绕组3的尾部V2和O2相接，绕组4的尾部为O1；绕组5的头部W1和绕组6的头部W3相接，外接三相电源W相，绕组5的尾部W2和O2相接，绕组6的尾部为O1，O1、O2点为公共连接点，这组组合形成一组少匝数低电阻的双星形绕组组合启动结构，其每相绕组匝数是第一步骤相绕组匝数的一半，而绕组截面积是第一步骤启动方式截面积的二倍；启动的第三步骤的三相绕组结构方式、接法和启动的第二步骤相同，该步骤为异步启动永磁同步电动机的低电流启动的延续步骤，是异步启动永磁同步电动机从异步和同步切换步骤，也就是从启动向运行的切换。