專利名稱：小功率異步起動永磁同步電動機三角形-星形起動方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及異步起動永磁同步電動機的起動方法，具體是一種小功率異步起動永磁同步電動機三角形-星形起動方法。
背景技術(shù)：
異步起動永磁同步電動機在進行起動時，由于發(fā)電制動轉(zhuǎn)矩的作用，經(jīng)常出現(xiàn)起動轉(zhuǎn)矩過小(一般比異步電動機的起動轉(zhuǎn)矩小)的問題。目前，為提高異步起動永磁同步電動機的起動轉(zhuǎn)矩，主要采用下述兩種起動方法一種方法是將轉(zhuǎn)子的鼠籠導(dǎo)條變窄變淺，以此增加鼠籠部分的電阻，進而提高起動轉(zhuǎn)矩。此方法對一般負載慣量的電機能夠滿足起動轉(zhuǎn)矩和牽入轉(zhuǎn)矩的要求，但對負載慣量較大的電機，特別是二級電機，當(dāng)滿足了起動轉(zhuǎn)矩要求時，其牽入轉(zhuǎn)矩反而降低，導(dǎo)致電機無法進入同步狀態(tài)；另一種方法是在起動時，將異步起動永磁轉(zhuǎn)子與純異步轉(zhuǎn)子同軸，以此提高起動轉(zhuǎn)矩。此種方法的不足是導(dǎo)致電機的體積加大，且導(dǎo)致電機的效率和功率因數(shù)降低。綜上所述，現(xiàn)有異步起動永磁同步電動機的起動方法存在無法兼顧起動轉(zhuǎn)矩和牽入轉(zhuǎn)矩的要求、以及導(dǎo)致電機的效率和功率因數(shù)降低的問題。基于此，有必要發(fā)明一種全新的異步起動永磁同步電動機的起動方法，以解決現(xiàn)有異步起動永磁同步電動機的起動方法存在的上述問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有異步起動永磁同步電動機的起動方法無法兼顧起動轉(zhuǎn)矩和牽入轉(zhuǎn)矩的要求、以及導(dǎo)致電機的效率和功率因數(shù)降低的問題，提供了一種小功率異步起動永磁同步電動機三角形-星形起動方法。本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)的小功率異步起動永磁同步電動機三角形-星形起動方法，該方法是采用如下步驟實現(xiàn)的1)采用三角形聯(lián)結(jié)方式對異步起動永磁同步電動機的三相繞組進行聯(lián)結(jié)，然后起動異步起動永磁同步電動機，異步起動永磁同步電動機逐漸進入同步狀態(tài)；2)待異步起動永磁同步電動機進入同步狀態(tài)后，將異步起動永磁同步電動機三相繞組的聯(lián)結(jié)方式由三角形聯(lián)結(jié)方式切換為星形聯(lián)結(jié)方式，采用星形聯(lián)結(jié)方式對異步起動永磁同步電動機的三相繞組進行聯(lián)結(jié)，異步起動永磁同步電動機進入穩(wěn)定運行狀態(tài)。根據(jù)電機理論，在輸入電壓確定的情況下，降低異步起動永磁同步電動機的反電動勢(發(fā)電電壓)，可以達到相對提高電壓的目的。當(dāng)異步起動永磁同步電動機的三個繞組分別采用三角形聯(lián)結(jié)方式和星形聯(lián)結(jié)方式時，其反電動勢的關(guān)系如下述公式
= (其中， 為異步起動永磁同步電動機的三個繞組采用三角形聯(lián)結(jié)方式時的反
電動勢,h為異步起動永磁同步電動機的三個繞組采用星形聯(lián)結(jié)方式時的反電動勢)。以輸
入電壓380V為例，假設(shè)異步起動永磁同步電動機的三個繞組采用星形聯(lián)結(jié)方式時其反電動勢為360V，那么在繞組形式和線圈匝數(shù)不變的前提下，異步起動永磁同步電動機的三個繞組采用三角形聯(lián)結(jié)方式時其反電動勢便降為207V，相當(dāng)于電壓相對提高了 153V。由于異步起動永磁同步電動機的起動轉(zhuǎn)矩和牽入轉(zhuǎn)矩均與電壓的平方成正比，因而相較于采用星形聯(lián)結(jié)方式時的起動轉(zhuǎn)矩，采用三角形聯(lián)結(jié)方式時的起動轉(zhuǎn)矩可提高5倍，電流則可提高3 倍。基于上述理論，在異步起動永磁同步電動機的起動階段，采用三角形聯(lián)結(jié)方式對異步起動永磁同步電動機的三相繞組進行聯(lián)結(jié)，使得異步起動永磁同步電動機的起動轉(zhuǎn)矩和牽入轉(zhuǎn)矩同時提高，保證了異步起動永磁同步電動機具有良好的起動特性。待異步起動永磁同步電動機進入同步狀態(tài)后，將異步起動永磁同步電動機三相繞組的聯(lián)結(jié)方式由三角形聯(lián)結(jié)方式切換為星形聯(lián)結(jié)方式，使得異步起動永磁同步電動機處于小電流運行狀態(tài)，保證了異步起動永磁同步電動機處于運行狀態(tài)時具有高效率和高功率因數(shù)。綜上所述，與現(xiàn)有異步起動永磁同步電動機的起動方法相比，本發(fā)明所述的小功率異步起動永磁同步電動機三角形-星形起動方法不僅兼顧了起動轉(zhuǎn)矩和牽入轉(zhuǎn)矩的要求，而且保證了電機處于運行狀態(tài)時的高效率和高功率因數(shù)。考慮到采用三角形聯(lián)結(jié)方式時的電流較大，容易對電網(wǎng)造成沖擊，本發(fā)明所述的小功率異步起動永磁同步電動機三角形-星形起動方法只適用于小功率異步起動永磁同步電動機。本發(fā)明通過對異步起動永磁同步電動機三相繞組的聯(lián)結(jié)方式進行切換，有效解決了現(xiàn)有異步起動永磁同步電動機的起動方法無法兼顧起動轉(zhuǎn)矩和牽入轉(zhuǎn)矩的要求、以及導(dǎo)致電機的效率和功率因數(shù)降低的問題，適用于小功率異步起動永磁同步電動機的起動。


圖1是本發(fā)明所述的異步起動永磁同步電動機三相繞組的聯(lián)結(jié)方式的切換原理圖。
具體實施例方式小功率異步起動永磁同步電動機三角形-星形起動方法，該方法是采用如下步驟實現(xiàn)的
1)采用三角形聯(lián)結(jié)方式對異步起動永磁同步電動機的三相繞組進行聯(lián)結(jié)，然后起動異步起動永磁同步電動機，異步起動永磁同步電動機逐漸進入同步狀態(tài)；
2)待異步起動永磁同步電動機進入同步狀態(tài)后，將異步起動永磁同步電動機三相繞組的聯(lián)結(jié)方式由三角形聯(lián)結(jié)方式切換為星形聯(lián)結(jié)方式，采用星形聯(lián)結(jié)方式對異步起動永磁同步電動機的三相繞組進行聯(lián)結(jié)，異步起動永磁同步電動機進入穩(wěn)定運行狀態(tài)。具體實施時，在異步起動永磁同步電動機的接線口設(shè)計安裝一個切換裝置。在異步起動永磁同步電動機的三相繞組中，每相繞組首尾有兩個端點，三相繞組有三個首端點和三個尾端點，當(dāng)把三個首端點(或尾端點)聯(lián)結(jié)在一起時，就形成星形聯(lián)結(jié)方式。據(jù)此，通過切換裝置將異步起動永磁同步電動機三相繞組的聯(lián)結(jié)方式由三角形聯(lián)結(jié)方式切換為星形聯(lián)結(jié)方式，切換原理如圖1所示(圖中“Δ”表示三角形聯(lián)結(jié)方式；“Y”表示星形聯(lián)結(jié)方式；“S”表示切換裝置；“A”、“B”、“C”分別表示三相交流電)。切換裝置可以設(shè)計為手動三刀三擲開關(guān)，也可以設(shè)計為由接觸器和時間繼電器組成的Δ -Y切換控制器；
而通過下述兩個試驗，可以進一步驗證本發(fā)明所述的小功率異步起動永磁同步電動機三角形-星形起動方法相較于現(xiàn)有異步起動永磁同步電動機的起動方法存在的優(yōu)勢試驗一
風(fēng)機異步起動永磁同步電動機，功率3000W，電壓380V，極對數(shù)1，轉(zhuǎn)速3000轉(zhuǎn)/分；
自2010年4月起，采用現(xiàn)有異步起動永磁同步電動機的起動方法對風(fēng)機異步起動永磁同步電動機進行異步起動，經(jīng)過很多次試驗，均因起動轉(zhuǎn)矩不足沒有成功。2011年3月，按本發(fā)明所述的小功率異步起動永磁同步電動機三角形-星形起動方法，采用由二個接觸器和一個時間繼電器組成的Δ -Y切換控制器，順利完成了風(fēng)機異步起動永磁同步電動機的3 秒起動，并在進入同步狀態(tài)后穩(wěn)定運行，運行時的功率因數(shù)高達0. 95，效率高達90%;
試驗二
金屬切片機異步起動永磁同步電動機，功率0. 75kff,極對數(shù)1，轉(zhuǎn)速3000轉(zhuǎn)/分；
由于金屬切片機屬圓盤式結(jié)構(gòu)，異步起動永磁同步電動機的負載慣量較大，采用現(xiàn)有異步起動永磁同步電動機的起動方法無法將金屬切片機異步起動永磁同步電動機牽入同步狀態(tài)。按本發(fā)明所述的小功率異步起動永磁同步電動機三角形-星形起動方法，采用由二個接觸器和一個時間繼電器組成的Δ -Y切換控制器，經(jīng)過3秒起動過程，順利將金屬切片機異步起動永磁同步電動機牽入同步狀態(tài)，運行時的功率因數(shù)高達0. 93，效率高達89%。
權(quán)利要求
1. 一種小功率異步起動永磁同步電動機三角形-星形起動方法，其特征在于該方法是采用如下步驟實現(xiàn)的1)采用三角形聯(lián)結(jié)方式對異步起動永磁同步電動機的三相繞組進行聯(lián)結(jié)，然后起動異步起動永磁同步電動機，異步起動永磁同步電動機逐漸進入同步狀態(tài)；2)待異步起動永磁同步電動機進入同步狀態(tài)后，將異步起動永磁同步電動機三相繞組的聯(lián)結(jié)方式由三角形聯(lián)結(jié)方式切換為星形聯(lián)結(jié)方式，采用星形聯(lián)結(jié)方式對異步起動永磁同步電動機的三相繞組進行聯(lián)結(jié)，異步起動永磁同步電動機進入穩(wěn)定運行狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明涉及異步起動永磁同步電動機的起動方法，具體是一種小功率異步起動永磁同步電動機三角形-星形起動方法。本發(fā)明解決了現(xiàn)有異步起動永磁同步電動機的起動方法無法兼顧起動轉(zhuǎn)矩和牽入轉(zhuǎn)矩的要求、以及導(dǎo)致電機的效率和功率因數(shù)降低的問題。小功率異步起動永磁同步電動機三角形-星形起動方法，該方法是采用如下步驟實現(xiàn)的1)采用三角形聯(lián)結(jié)方式對異步起動永磁同步電動機的三相繞組進行聯(lián)結(jié)，然后起動異步起動永磁同步電動機；2)將異步起動永磁同步電動機三相繞組的聯(lián)結(jié)方式由三角形聯(lián)結(jié)方式切換為星形聯(lián)結(jié)方式。本發(fā)明適用于小功率異步起動永磁同步電動機的起動。
文檔編號H02P6/20GK102281030SQ20111020706
公開日2011年12月14日 申請日期2011年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月23日
發(fā)明者岳群生 申請人:岳群生