專利名稱：一種電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及油田抽油設(shè)備控制系統(tǒng)領(lǐng)域，更具體的說(shuō)，涉及一種電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，是當(dāng)給處于停止?fàn)顟B(tài)下的異步電動(dòng)機(jī)加上電壓時(shí)的瞬間，異步電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。傳統(tǒng)的油田抽油設(shè)備磕頭機(jī)在啟動(dòng)時(shí)需要滿足高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的要求，因此，為了滿足高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的要求，傳統(tǒng)的油田抽油設(shè)備磕頭機(jī)選用功率較大的普通Y系列電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力以滿足高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的要求。然而，磕頭機(jī)啟動(dòng)后，其正常工作過(guò)程中所需的功率要比啟動(dòng)時(shí)小的多，而普通Y系列電動(dòng)機(jī)仍維持磕頭機(jī)啟動(dòng)時(shí)的功率，即普通Y系列電動(dòng)機(jī)在磕頭機(jī)正常工作過(guò)程中仍提供較大功率的動(dòng)力，造成能源浪費(fèi)，降低了電動(dòng)機(jī)的工作效率。
實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)上述問(wèn)題，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中磕頭機(jī)中的電動(dòng)機(jī)在磕頭機(jī)正常工作過(guò)程中仍提供較大功率的動(dòng)力，造成大量的能源浪費(fèi)，降低電動(dòng)機(jī)工作效率的問(wèn)題。技術(shù)方案如下:本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)，包括:在同一極相上含有多段繞組線圈，且在所述同一極相上的始端和末端以及在每?jī)啥嗡隼@組線圈的中間設(shè)置有抽頭的電動(dòng)機(jī)；與所述電動(dòng)機(jī)聯(lián)接，通過(guò)電磁互感原理將所述電動(dòng)機(jī)輸出的第一電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二電流信號(hào)，并依據(jù)所述第二電流信號(hào)控制與所述電動(dòng)機(jī)的非末端處的其他抽頭聯(lián)接的一個(gè)開(kāi)關(guān)閉合的控制設(shè)備；一端與所述電動(dòng)機(jī)的末端處的抽頭聯(lián)接，另一端與所述電動(dòng)機(jī)的非末端處的其他抽頭聯(lián)接的開(kāi)關(guān)組，所述開(kāi)關(guān)組中所有開(kāi)關(guān)處于開(kāi)啟狀態(tài)。優(yōu)選地，所述電動(dòng)機(jī)為三相交流電動(dòng)機(jī)，所述電動(dòng)機(jī)包括第一極相、第二極相和第三極相，其中，所述第一極相上含有多段繞組線圈，且在所述第一極相上的始端和末端以及在所述第一極相上的每?jī)啥嗡隼@組線圈的中間設(shè)置有抽頭；所述第二極相上含有多段繞組線圈，且在所述第二極相上的始端和末端以及在所述第二極相上的每?jī)啥嗡隼@組線圈的中間設(shè)置有抽頭；所述第三極相上含有多段繞組線圈，且在所述第三極相上的始端和末端以及在所述第三極相上的每?jī)啥嗡隼@組線圈的中間設(shè)置有抽頭。優(yōu)選地，所述開(kāi)關(guān)組包括第一開(kāi)關(guān)、第二開(kāi)關(guān)和第三開(kāi)關(guān)；所述第一開(kāi)關(guān)的一端與所述第三極相上的末端處的抽頭聯(lián)接，另一端與所述第一極相上的非末端處的其他抽頭聯(lián)接；所述第二開(kāi)關(guān)的一端與所述第一極相上的末端處的抽頭聯(lián)接，另一端與所述第二極相上的非末端處的其他抽頭聯(lián)接；所述第三開(kāi)關(guān)的一端與所述第二極相上的末端處的抽頭聯(lián)接，另一端與所述第三極相上的非末端處的其他抽頭聯(lián)接。優(yōu)選地，所述開(kāi)關(guān)組與所述電動(dòng)機(jī)的抽頭的聯(lián)接方式為“Λ”接、“Y”接和“Λ Y”混合接中的一種。優(yōu)選地，所述電動(dòng)機(jī)的每一極相上含有3段繞組線圈。優(yōu)選地，所述電動(dòng)機(jī)的每段繞組線圈的工作長(zhǎng)度相同。優(yōu)選地，所述控制設(shè)備包括:與所述電動(dòng)機(jī)聯(lián)接，通過(guò)電磁互感原理將所述電動(dòng)機(jī)輸出的第一電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二電流信號(hào)的電流互感器；與所述電流互感器聯(lián)接，用于將所述電流互感器轉(zhuǎn)換得到的第二電流信號(hào)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)大小的交流電壓信號(hào)的米樣電阻；與所述采樣電阻聯(lián)接，用于處理所述交流電壓信號(hào)，得到有效值電流的有效值電路；與所述有效值電路聯(lián)接，用于依據(jù)所述有效值電流進(jìn)行周期平均值計(jì)算和反時(shí)限計(jì)算，并依據(jù)計(jì)算結(jié)果輸出控制指令至動(dòng)作繼電器的中央處理器CPU;與所述CPU聯(lián)接，用于接收所述中央處理器CPU輸出的控制指令，并依據(jù)所述控制指令控制開(kāi)關(guān)閉合的動(dòng)作繼電器。優(yōu)選地，還包括:與所述開(kāi)關(guān)組聯(lián)接，用于接收外部信號(hào)，并依據(jù)所述外部信號(hào)控制所述開(kāi)關(guān)組與所述電動(dòng)機(jī)的非末端處的其他抽頭聯(lián)接的開(kāi)關(guān)切換器。優(yōu)選地，還包括:與所述控制設(shè)備聯(lián)接，用于實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)程無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)通訊的無(wú)線信號(hào)收發(fā)器。應(yīng)用上述技術(shù)方案，本申請(qǐng)中的電動(dòng)機(jī)在同一極相上含有多段繞組線圈，且在同一極相上的始端和末端以及在每?jī)啥卫@組線圈的中間設(shè)置有抽頭，其中，電動(dòng)機(jī)的末端處的抽頭與開(kāi)關(guān)組的一端聯(lián)接。控制設(shè)備通過(guò)電磁互感原理將電動(dòng)機(jī)輸出的第一電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二電流信號(hào)，并依據(jù)第二電流信號(hào)控制與電動(dòng)機(jī)的非末端處的其他抽頭聯(lián)接的一個(gè)開(kāi)關(guān)閉合。開(kāi)關(guān)組聯(lián)接電動(dòng)機(jī)非末端處的其他抽頭，即開(kāi)關(guān)組可以選擇將不同數(shù)量的繞組線圈接入電動(dòng)機(jī)中。電動(dòng)機(jī)根據(jù)電磁感應(yīng)原理進(jìn)行工作，接入不同數(shù)量的繞組線圈即改變了電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。因此，在電動(dòng)機(jī)需要高轉(zhuǎn)矩啟動(dòng)時(shí)，控制開(kāi)關(guān)組接入較多的繞組線圈，以提供較大動(dòng)力滿足高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的要求；在電動(dòng)機(jī)正常工作過(guò)程中，根據(jù)實(shí)際負(fù)載的轉(zhuǎn)矩需要，控制開(kāi)關(guān)組接入相應(yīng)數(shù)量的繞組線圈，以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)隨負(fù)載的轉(zhuǎn)矩需要實(shí)時(shí)改變接入的繞組線圈的數(shù)量來(lái)改變電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，避免了電動(dòng)機(jī)在正常工作過(guò)程中仍提供較大功率的動(dòng)力，造成大量的能源浪費(fèi)的問(wèn)題，提高了電動(dòng)機(jī)的工作效率。
為了更清楚地說(shuō)明本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本申請(qǐng)的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)繞組接線結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)繞組接線的另一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)中控制設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)的另一種結(jié)構(gòu)不意圖；圖6為本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)的再一種結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本申請(qǐng)實(shí)施例中的附圖,對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本申請(qǐng)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本申請(qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。一個(gè)實(shí)施例請(qǐng)參見(jiàn)圖1,其示出了本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖,包括:電動(dòng)機(jī)100、控制設(shè)備200和開(kāi)關(guān)組300。其中，電動(dòng)機(jī)100的同一極相上含有多段繞組線圈101，且在同一極相上的始端和末端以及在每?jī)啥卫@組線圈101的中間設(shè)置有抽頭A。具體地，在電動(dòng)機(jī)100的一個(gè)極相上包括3段繞組線圈101，那么對(duì)應(yīng)的在3段繞組線圈101的兩兩中間都設(shè)置有抽頭A，同時(shí)定義該極相的兩端分別為始端和末端，并分別設(shè)置抽頭A。按照始端到末端的排列順序?qū)υ摌O相上的抽頭進(jìn)行排序，請(qǐng)參閱圖2，其示出了本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)繞組接線結(jié)構(gòu)示意圖，其中，電動(dòng)機(jī)300的極相上依次設(shè)置有抽頭Al、抽頭A2、抽頭A3和抽頭A4，極相上共包括3段繞組線圈101。控制設(shè)備200與電動(dòng)機(jī)100聯(lián)接，通過(guò)電磁互感原理將電動(dòng)機(jī)100輸出的第一電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二電流信號(hào)，并依據(jù)第二電流信號(hào)控制與電動(dòng)機(jī)100的非末端處的其他抽頭聯(lián)接的一個(gè)開(kāi)關(guān)閉合。開(kāi)關(guān)組300的一端與電動(dòng)機(jī)100的末端處的抽頭聯(lián)接，另一端與電動(dòng)機(jī)100的非末端處的其他抽頭聯(lián)接。其中，開(kāi)關(guān)組100中所有開(kāi)關(guān)處于開(kāi)啟狀態(tài)。在本實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)組300可以包括4個(gè)開(kāi)關(guān)，分別命名為第一子開(kāi)關(guān)、第二子開(kāi)關(guān)、第三子開(kāi)關(guān)和第四子開(kāi)關(guān)，每個(gè)子開(kāi)關(guān)的一端都與電動(dòng)機(jī)100的極相上設(shè)置在末端處的抽頭聯(lián)接，第一子開(kāi)關(guān)的另一端與抽頭Al聯(lián)接，第二子開(kāi)關(guān)的另一端與抽頭A2聯(lián)接，第三子開(kāi)關(guān)的另一端與抽頭A3聯(lián)接，第四子開(kāi)關(guān)的另一端與抽頭A4聯(lián)接。在電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)處于未工作狀態(tài)時(shí)，開(kāi)關(guān)組300中所有開(kāi)關(guān)處于開(kāi)啟狀態(tài)。具體地，電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)需要通過(guò)人為控制電動(dòng)機(jī)100開(kāi)始啟動(dòng)。在電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)開(kāi)始啟動(dòng)時(shí)，由于電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)在啟動(dòng)時(shí)需要滿足高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的要求，要求電動(dòng)機(jī)100提供較大的功率和輸出轉(zhuǎn)矩以提供較大動(dòng)力來(lái)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行，因此,在電動(dòng)機(jī)100開(kāi)始啟動(dòng)前，用戶選定將電動(dòng)機(jī)100內(nèi)的所有繞組線圈101接入，即用戶通過(guò)人為控制將第一子開(kāi)關(guān)的另一端與設(shè)置在電動(dòng)機(jī)100始端位置處的抽頭Al聯(lián)接，即閉合第一子開(kāi)關(guān)。此時(shí)，電動(dòng)機(jī)將該極相上的3段繞組線圈101都接入電動(dòng)機(jī)100內(nèi)，使得電動(dòng)機(jī)100的輸出轉(zhuǎn)矩滿足高轉(zhuǎn)矩啟動(dòng)的要求。需要說(shuō)明的是:在本實(shí)施例中，電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)設(shè)置有對(duì)應(yīng)不同開(kāi)關(guān)開(kāi)啟、閉合的控制按鈕，用戶可以自由控制按鈕開(kāi)啟或閉合，即實(shí)現(xiàn)將不同數(shù)量的繞組線圈101接入電動(dòng)機(jī)100內(nèi)，從而改變電動(dòng)機(jī)100的輸出轉(zhuǎn)矩。在本實(shí)施例中，為了保證電動(dòng)機(jī)100工作的穩(wěn)定性與安全性，一般會(huì)設(shè)置該電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)只能實(shí)現(xiàn)某一個(gè)開(kāi)關(guān)的閉合，其他開(kāi)關(guān)處于開(kāi)啟狀態(tài)，用戶想要控制其他不同的開(kāi)關(guān)閉合需要將事先閉合的開(kāi)關(guān)先開(kāi)啟，再閉合其他開(kāi)關(guān)。在實(shí)際應(yīng)用中，通常會(huì)設(shè)置成開(kāi)關(guān)的不兼容模式，即控制一個(gè)開(kāi)關(guān)閉合的同時(shí)，其他已經(jīng)閉合的開(kāi)關(guān)會(huì)自動(dòng)斷開(kāi)。還需要說(shuō)明的是:由于油田作業(yè)的特殊性，油田抽油設(shè)備磕頭機(jī)在啟動(dòng)時(shí)需要滿足高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的要求，因此，在電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)處于未工作狀態(tài)時(shí)，電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)為了滿足下一次啟動(dòng)需要，控制設(shè)備200可以在電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)完成上一次油田作業(yè)后，即將關(guān)閉電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)前，控制閉合第一子開(kāi)關(guān)，為下一次啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)做好準(zhǔn)備。 當(dāng)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)處于正常工作過(guò)程中時(shí)，其所需的功率要比啟動(dòng)時(shí)小的多，接入適當(dāng)數(shù)量的繞組線圈101即可使得電動(dòng)機(jī)100的輸出轉(zhuǎn)矩滿足電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)所需動(dòng)力。此時(shí)，控制設(shè)備200通過(guò)電磁互感原理檢測(cè)當(dāng)前電動(dòng)機(jī)100輸出的第一電流信號(hào)，并將電動(dòng)機(jī)100輸出的第一電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二電流信號(hào)，依據(jù)第二電流信號(hào)控制第二子開(kāi)關(guān)的另一端與抽頭A2聯(lián)接，或，控制第三子開(kāi)關(guān)的另一端與抽頭A3聯(lián)接，即閉合第二子開(kāi)關(guān)或閉合第三子開(kāi)關(guān)。此時(shí)，電動(dòng)機(jī)100接入一段或兩段繞組線圈101，其輸出轉(zhuǎn)矩便能夠滿足負(fù)載轉(zhuǎn)矩的需求。需要說(shuō)明的是:本實(shí)施例中的開(kāi)關(guān)組300可以包括多個(gè)子開(kāi)關(guān)，其中，每個(gè)子開(kāi)關(guān)的一端與設(shè)置在電動(dòng)機(jī)100同一極相上末端處的抽頭聯(lián)接,另一端與電動(dòng)機(jī)100的非末端處的其他抽頭聯(lián)接，且每個(gè)子開(kāi)關(guān)只對(duì)應(yīng)一條聯(lián)接通路。閉合不同的子開(kāi)關(guān)，對(duì)應(yīng)接入不同數(shù)量的繞組線圈101。當(dāng)然，基于本申請(qǐng)的思想，開(kāi)關(guān)組300為多個(gè)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，同一極相上設(shè)置一個(gè)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。其中，轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的一端與設(shè)置在電動(dòng)機(jī)100同一極相上末端處的抽頭聯(lián)接，另一端通過(guò)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)上的轉(zhuǎn)軸，同非末端處的其他抽頭聯(lián)接，以保證電動(dòng)機(jī)100隨負(fù)載轉(zhuǎn)矩需要，實(shí)時(shí)改變接入的繞組線圈101的數(shù)量來(lái)改變電動(dòng)機(jī)100的輸出轉(zhuǎn)矩。當(dāng)然，本申請(qǐng)并不限于此，凡是可以實(shí)現(xiàn)選擇性接入不同數(shù)量的繞組線圈101的開(kāi)關(guān)，都屬于本申請(qǐng)保護(hù)范圍。應(yīng)用上述技術(shù)方案，本申請(qǐng)中的電動(dòng)機(jī)100在同一極相上含有多段繞組線圈101，且在同一極相上的始端和末端以及在每?jī)啥卫@組線圈101的中間設(shè)置有抽頭A，其中，電動(dòng)機(jī)100的末端處的抽頭A與開(kāi)關(guān)組300的一端聯(lián)接。控制設(shè)備200通過(guò)電磁互感原理將電動(dòng)機(jī)100輸出的第一電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二電流信號(hào)，并依據(jù)第二電流信號(hào)控制與電動(dòng)機(jī)100的非末端處的其他抽頭A聯(lián)接的一個(gè)開(kāi)關(guān)閉合。開(kāi)關(guān)組300聯(lián)接電動(dòng)機(jī)100非末端處的其他抽頭A，即開(kāi)關(guān)組300可以選擇將不同數(shù)量的繞組線圈101接入電動(dòng)機(jī)100中。電動(dòng)機(jī)100根據(jù)電磁感應(yīng)原理進(jìn)行工作，接入不同數(shù)量的繞組線圈101即改變了電動(dòng)機(jī)100的輸出轉(zhuǎn)矩。因此，在電動(dòng)機(jī)100需要高轉(zhuǎn)矩啟動(dòng)時(shí)，控制開(kāi)關(guān)組300接入較多的繞組線圈101，以提供較大動(dòng)力滿足高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的要求；在電動(dòng)機(jī)100正常工作過(guò)程中，根據(jù)實(shí)際負(fù)載的轉(zhuǎn)矩需要，控制開(kāi)關(guān)組300接入相應(yīng)數(shù)量的繞組線圈101，以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)隨負(fù)載的轉(zhuǎn)矩需要實(shí)時(shí)改變接入的繞組線圈101的數(shù)量來(lái)改變電動(dòng)機(jī)100的輸出轉(zhuǎn)矩，避免了電動(dòng)機(jī)100在正常工作過(guò)程中仍提供較大功率的動(dòng)力，造成大量的能源浪費(fèi)的問(wèn)題，提高了電動(dòng)機(jī)100的工作效率。另一個(gè)實(shí)施例下面本申請(qǐng)以電動(dòng)機(jī)100為三相交流電動(dòng)機(jī)為例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。請(qǐng)參閱圖3，其示出了本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)繞組接線的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。其中，電動(dòng)機(jī)100的每一極相上可以包括不同數(shù)量的繞組線圈101，且每段繞組線圈101的工作長(zhǎng)度可以相同或不同。開(kāi)關(guān)組300與電動(dòng)機(jī)100的抽頭的聯(lián)接方式可以為“Λ”接、“Y”接和“Λ Y”混合接中的一種。然而在實(shí)際應(yīng)用中，為了便于實(shí)際理論上的設(shè)計(jì)需要，常常在每一極相上設(shè)置相同數(shù)量的繞組線圈101，且每段繞組線圈101的工作長(zhǎng)度相同。在本實(shí)施例中，本申請(qǐng)以每一極相上含有3段繞組線圈101，同時(shí)每段繞組線圈101的工作長(zhǎng)度相同為例進(jìn)行說(shuō)明。具體地，電動(dòng)機(jī)100為三相交流電動(dòng)機(jī)，包括第一極相110、第二極相120和第三極相130。其中，第一極相Iio上含有3段繞組線圈101，且在第一極相110上的始端和末端以及在第一極相Iio上的每?jī)啥卫@組線圈101的中間設(shè)置有抽頭A，按照從始端到末端的順序依次將抽頭命名為:抽頭Al、抽頭A2、抽頭A3和抽頭A4。第二極相120上含有3段繞組線圈101，且在第二極相120上的始端和末端以及在第二極相120上的每?jī)啥卫@組線圈101的中間設(shè)置有抽頭B，按照從始端到末端的順序依次將抽頭命名為:抽頭B1、抽頭B2、抽頭B3和抽頭B4。第三極相130上 含有3段繞組線圈101，且在第三極相130上的始端和末端以及在第三極相130上的每?jī)啥卫@組線圈101的中間設(shè)置有抽頭C，按照從始端到末端的順序依次將抽頭命名為:抽頭Cl、抽頭C2、抽頭C3和抽頭(^4。開(kāi)關(guān)組300包括第一開(kāi)關(guān)310、第二開(kāi)關(guān)320和第三開(kāi)關(guān)330。在本實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)組300與電動(dòng)機(jī)100的抽頭采用“Λ”聯(lián)接方式聯(lián)接，即，第一開(kāi)關(guān)310的一端與第三極相130上的末端處的抽頭C4聯(lián)接，另一端與第一極相110上的非末端處的其他抽頭，如抽頭Al、抽頭A2或抽頭A3聯(lián)接；第二開(kāi)關(guān)320的一端與第一極相110上的末端處的抽頭A4聯(lián)接，另一端與第二極相120上的非末端處的其他抽頭，如抽頭B1、抽頭B2或抽頭B3聯(lián)接；第三開(kāi)關(guān)330的一端與第二極相120上的末端處的抽頭B4聯(lián)接，另一端與第三極相130上的非末端處的其他抽頭，如抽頭Cl、抽頭C2或抽頭C3聯(lián)接。具體地，電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)需要通過(guò)人為控制電動(dòng)機(jī)100開(kāi)始啟動(dòng)。在電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)開(kāi)始啟動(dòng)時(shí)，由于電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)在啟動(dòng)時(shí)需要滿足高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的要求，要求電動(dòng)機(jī)100提供較大的功率和輸出轉(zhuǎn)矩以提供較大動(dòng)力來(lái)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行，因此,在電動(dòng)機(jī)100開(kāi)始啟動(dòng)前，用戶選定將電動(dòng)機(jī)100內(nèi)的所有繞組線圈101接入，即用戶通過(guò)人為控制開(kāi)關(guān)組300中第一開(kāi)關(guān)310的另一端與第一極相110上的抽頭Al聯(lián)接，控制開(kāi)關(guān)組300中第二開(kāi)關(guān)320的另一端與第二極相120上的抽頭BI聯(lián)接，控制開(kāi)關(guān)組300中第三開(kāi)關(guān)330的另一端與第三極相130上的抽頭Cl聯(lián)接，使得當(dāng)前電動(dòng)機(jī)100內(nèi)所有繞組線圈101串聯(lián)接入至電動(dòng)機(jī)100內(nèi)，保證電動(dòng)機(jī)100輸出轉(zhuǎn)矩滿足高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的要求。[0062]當(dāng)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)處于正常工作過(guò)程中時(shí)，其所需的功率要比啟動(dòng)時(shí)小的多，接入適當(dāng)數(shù)量的繞組線圈101即可使得電動(dòng)機(jī)100的輸出轉(zhuǎn)矩滿足電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)所需動(dòng)力。此時(shí)，控制設(shè)備200通過(guò)電磁互感原理檢測(cè)當(dāng)前電動(dòng)機(jī)100輸出的第一電流信號(hào)，并將電動(dòng)機(jī)100輸出的第一電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二電流信號(hào)，依據(jù)第二電流信號(hào)控制開(kāi)關(guān)組300中第一開(kāi)關(guān)310的另一端與第一極相110上的抽頭Al或抽頭A2或抽頭A3聯(lián)接，控制開(kāi)關(guān)組300中第二開(kāi)關(guān)320的另一端與第二極相120上的抽頭BI或抽頭B2或抽頭B3聯(lián)接，控制開(kāi)關(guān)組300中第三開(kāi)關(guān)330的另一端與第三極相130上的抽頭Cl或抽頭C2或抽頭C3聯(lián)接。因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)處于正常工作過(guò)程中時(shí)所需的功率要比啟動(dòng)時(shí)小的多，因此本實(shí)施例中描述的當(dāng)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)處于正常工作過(guò)程中時(shí)，抽頭聯(lián)接的組合形式不包括第一開(kāi)關(guān)310的另一端與第一極相110上的抽頭Al聯(lián)接，同時(shí)第二開(kāi)關(guān)320的另一端與第二極相120上的抽頭BI聯(lián)接，以及同時(shí)第三開(kāi)關(guān)330的另一端與第三極相130上的抽頭Cl聯(lián)接的組合形式。在本實(shí)施例中，控制設(shè)備200根據(jù)實(shí)際負(fù)載的轉(zhuǎn)矩需要，實(shí)時(shí)控制不同開(kāi)關(guān)的聯(lián)接形式，實(shí)時(shí)改變接入的繞組線圈101的數(shù)量來(lái)改變電動(dòng)機(jī)100的輸出轉(zhuǎn)矩，避免了電動(dòng)機(jī)100在正常工作過(guò)程中仍提供較大功率的動(dòng)力，造成大量的能源浪費(fèi)的問(wèn)題，提高了電動(dòng)機(jī)100的工作效率。上述所有實(shí)施例中控制設(shè)備200的結(jié)構(gòu)示意圖請(qǐng)參閱圖4,包括:電流互感器201、采樣電阻202、有效值電路203、CPU (Central Processing Unit，中央處理器)204和動(dòng)作繼電器205。其中，電流互感器201與電動(dòng)機(jī)100聯(lián)接，通過(guò)電磁互感原理將電動(dòng)機(jī)100輸出的第一
電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二電流信號(hào)。
其中，第一電流信號(hào)表不一強(qiáng)電流信號(hào)，第二電流信號(hào)表不一弱電流信號(hào)。在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，電動(dòng)機(jī)100主回路的電流為強(qiáng)電流，電流值很大，而控制設(shè)備200中CPU的實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中承載的電流為一弱電流，電流值很小，電流互感器201通過(guò)電磁互感原理將電動(dòng)機(jī)100輸出的第一電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為O飛安培的第二電流信號(hào)。采樣電阻202與電流互感器201聯(lián)接，用于將電流互感器201轉(zhuǎn)換得到的第二電流信號(hào)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)大小的交流電壓信號(hào)。在本實(shí)施例中，采樣電阻202將(Γ5安培的第二電流信號(hào)轉(zhuǎn)化為(Γ5伏的交流電
壓信號(hào)。有效值電路203與采樣電阻202聯(lián)接，用于處理交流電壓信號(hào)，得到有效值電流。在本實(shí)施例中，交流電壓信號(hào)通過(guò)有效值電路203的處理得到一主回路的有效值電流。CPU204與有效值電路203聯(lián)接，用于依據(jù)有效值電流進(jìn)行周期平均值計(jì)算和反時(shí)限計(jì)算，并依據(jù)計(jì)算結(jié)果輸出控制指令至動(dòng)作繼電器205。動(dòng)作繼電器205與CPU204聯(lián)接，用于接收CPU204輸出的控制指令，并依據(jù)控制指令控制開(kāi)關(guān)閉合。在電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，有效值電流會(huì)隨著時(shí)間的不同呈周期性變化。因此，將有效值電路203得到的有效值電流作為判斷負(fù)載情況的依據(jù)具有不確定性，將有效值電路203得到的有效值電流輸出至CPU204，由CPU204依據(jù)有效值電流進(jìn)行周期平均值計(jì)算和反時(shí)限計(jì)算來(lái)判斷負(fù)載情況，有效提高了控制設(shè)備200的準(zhǔn)確性。周期平均值計(jì)算是根據(jù)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)的負(fù)載周期變化規(guī)律，在負(fù)載變化的一個(gè)或者多個(gè)周期內(nèi)等間隔設(shè)置N個(gè)點(diǎn)進(jìn)行采樣，取得N個(gè)點(diǎn)的數(shù)值再取平均值。反時(shí)限計(jì)算是在某段時(shí)間內(nèi)電動(dòng)機(jī)100的平均電流值和該段時(shí)間內(nèi)極限電流值的差的絕對(duì)值。根據(jù)實(shí)際運(yùn)行工況的不同，該絕對(duì)值可以與時(shí)間成反比或者成對(duì)數(shù)曲線關(guān)系O需要說(shuō)明的是:極限電流值指的是在某段時(shí)間內(nèi)與該時(shí)間段的平均電流值相差最大的電流值。具體地，CPU204實(shí)時(shí)測(cè)量有效值電路203得到的多個(gè)有效值，并對(duì)測(cè)量得到的多個(gè)有效值進(jìn)行周期平均值計(jì)算，將CPU204周期平均值計(jì)算得到的計(jì)算結(jié)果作為當(dāng)前電動(dòng)機(jī)100的負(fù)載功率值。同時(shí)，CPU204內(nèi)預(yù)設(shè)有設(shè)定電流段(或設(shè)定電流值)，通過(guò)CPU204進(jìn)行周期平均值計(jì)算得到的平均值與預(yù)設(shè)的設(shè)定電流段(或設(shè)定電流值)進(jìn)行比較，如果CPU204計(jì)算得到的平均值在設(shè)定電流段內(nèi)(或與設(shè)定電流值相等)，表明當(dāng)前電動(dòng)機(jī)100運(yùn)行在正常狀況下，電動(dòng)機(jī)100的輸出轉(zhuǎn)矩與負(fù)載需要的轉(zhuǎn)矩相平衡，控制設(shè)備200不采取動(dòng)作，繼續(xù)測(cè)量并計(jì)算有效值；如果CPU204計(jì)算得到的平均值不在設(shè)定電流段內(nèi)(或與設(shè)定電流值不相等)，CPU204進(jìn)行反時(shí)限計(jì)算。若CPU204進(jìn)行反時(shí)限計(jì)算得到的結(jié)果表示當(dāng)前電動(dòng)機(jī)100的負(fù)載功率值在時(shí)限內(nèi)會(huì)恢復(fù)到設(shè)定電流段，控制設(shè)備200不動(dòng)作，繼續(xù)測(cè)量并計(jì)算有效值，若CPU204進(jìn)行反時(shí)限計(jì)算得到的結(jié)果表示當(dāng)前電動(dòng)機(jī)100的負(fù)載功率值與電動(dòng)機(jī)100當(dāng)前實(shí)際所需的功率始終不同，CPU204輸出控制指令至動(dòng)作繼電器205，由動(dòng)作繼電器205控制開(kāi)關(guān)組300中的相應(yīng)開(kāi)關(guān)閉合，使電動(dòng)機(jī)100提供的功率與負(fù)載需要的功率相平衡，使電動(dòng)機(jī)100在相應(yīng)的負(fù)載段上運(yùn)行。應(yīng)用上述技術(shù)方案，本申請(qǐng)?zhí)峁┑目刂圃O(shè)備200可以自動(dòng)測(cè)量電動(dòng)機(jī)100的工作狀態(tài)，并根據(jù)電動(dòng)機(jī)100的實(shí)際工況情況控制開(kāi)關(guān)組300中相應(yīng)的開(kāi)關(guān)閉合，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電動(dòng)機(jī)100的智能控制。再一個(gè)實(shí)施例在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上還可以包括開(kāi)關(guān)切換器400，請(qǐng)參閱圖5，其示出了本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。具體地，開(kāi)關(guān)切換器400與開(kāi)關(guān)組300聯(lián)接，用于接收外部信號(hào)，并依據(jù)外部信號(hào)控制開(kāi)關(guān)組300與電動(dòng)機(jī)的非末端處的其他抽頭聯(lián)接。在本實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)切換器400可以通過(guò)光纖線等數(shù)據(jù)線與外部操作設(shè)備聯(lián)接，當(dāng)然，還可以在開(kāi)關(guān)切換器400內(nèi)設(shè)置無(wú)線射頻器，通過(guò)無(wú)線信號(hào)的接收發(fā)送實(shí)現(xiàn)與外部操作設(shè)備的聯(lián)接。用戶通過(guò)外部操作設(shè)備向開(kāi)關(guān)切換器400發(fā)送控制指令，進(jìn)而由開(kāi)關(guān)切換器400控制開(kāi)關(guān)組300與電動(dòng)機(jī)100的非末端處的其他抽頭聯(lián)接。需要說(shuō)明的是:可以預(yù)先在外部操作設(shè)備中存儲(chǔ)開(kāi)關(guān)切換器400的操作模式，在外部操作設(shè)備的應(yīng)用界面上設(shè)置相對(duì)應(yīng)的控制選項(xiàng)，每一種選項(xiàng)對(duì)應(yīng)開(kāi)關(guān)組300與電動(dòng)機(jī)100的非末端處的其他抽頭之間的一種聯(lián)接方式。用戶通過(guò)人為設(shè)定的方法，人工控制開(kāi)關(guān)組300與電動(dòng)機(jī)100的非末端處的其他抽頭的聯(lián)接方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)100的人工控制。再一個(gè)實(shí)施例[0085]在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，還可以包括與控制設(shè)備200聯(lián)接，用于實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)程無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)通訊的無(wú)線信號(hào)收發(fā)器500，請(qǐng)參閱圖6。具體地，在本實(shí)施例中，無(wú)線信號(hào)收發(fā)器500可以實(shí)時(shí)將當(dāng)前電動(dòng)機(jī)100的工作狀況發(fā)送至遠(yuǎn)程無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。同時(shí)，電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)還可以通過(guò)無(wú)線信號(hào)收發(fā)器500接收遠(yuǎn)程無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送的信息，實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)程無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行信息交互。需要說(shuō)明的是，本說(shuō)明書(shū)中的各個(gè)實(shí)施例均采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似的部分互相參見(jiàn)即可。還需要說(shuō)明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開(kāi)來(lái)，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒(méi)有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒(méi)有更多限制的情況下，由語(yǔ)句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。以上對(duì)本申請(qǐng)所提供的一種電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本申請(qǐng)的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本申請(qǐng)的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本申請(qǐng)的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改 變之處，綜上所述，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本申請(qǐng)的限制。
權(quán)利要求1.一種電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng),其特征在于,包括: 在同一極相上含有多段繞組線圈，且在所述同一極相上的始端和末端以及在每?jī)啥嗡隼@組線圈的中間設(shè)置有抽頭的電動(dòng)機(jī)； 與所述電動(dòng)機(jī)聯(lián)接，通過(guò)電磁互感原理將所述電動(dòng)機(jī)輸出的第一電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二電流信號(hào)，并依據(jù)所述第二電流信號(hào)控制與所述電動(dòng)機(jī)的非末端處的其他抽頭聯(lián)接的一個(gè)開(kāi)關(guān)閉合的控制設(shè)備； 一端與所述電動(dòng)機(jī)的末端處的抽頭聯(lián)接，另一端與所述電動(dòng)機(jī)的非末端處的其他抽頭聯(lián)接的開(kāi)關(guān)組，所述開(kāi)關(guān)組中所有開(kāi)關(guān)處于開(kāi)啟狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電動(dòng)機(jī)為三相交流電動(dòng)機(jī)，所述電動(dòng)機(jī)包括第一極相、第二極相和第三極相，其中， 所述第一極相上含有多段繞組線圈，且在所述第一極相上的始端和末端以及在所述第一極相上的每?jī)啥嗡隼@組線圈的中間設(shè)置有抽頭； 所述第二極相上含有多段繞組線圈，且在所述第二極相上的始端和末端以及在所述第二極相上的每?jī)啥嗡隼@組線圈的中間設(shè)置有抽頭； 所述第三極相上含有多段繞組線圈，且在所述第三極相上的始端和末端以及在所述第三極相上的每?jī)啥嗡隼@組線圈的中間設(shè)置有抽頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述開(kāi)關(guān)組包括第一開(kāi)關(guān)、第二開(kāi)關(guān)和第三開(kāi)關(guān)； 所述第一開(kāi)關(guān)的一端與所述第三極相上的末端處的抽頭聯(lián)接，另一端與所述第一極相上的非末端處的其他抽頭聯(lián)接； 所述第二開(kāi)關(guān)的一端與所述第一極相上的末端處的抽頭聯(lián)接，另一端與所述第二極相上的非末端處的其他抽頭聯(lián)接； 所述第三開(kāi)關(guān)的一端與所述第二極相上的末端處的抽頭聯(lián)接，另一端與所述第三極相上的非末端處的其他抽頭聯(lián)接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述開(kāi)關(guān)組與所述電動(dòng)機(jī)的抽頭的聯(lián)接方式為“Λ ”接、“ Y”接和“ Λ Y ”混合接中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的系統(tǒng),其特征在于,所述電動(dòng)機(jī)的每一極相上含有3段繞組線圈。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電動(dòng)機(jī)的每段繞組線圈的工作長(zhǎng)度相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制設(shè)備包括: 與所述電動(dòng)機(jī)聯(lián)接，通過(guò)電磁互感原理將所述電動(dòng)機(jī)輸出的第一電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二電流信號(hào)的電流互感器； 與所述電流互感器聯(lián)接，用于將所述電流互感器轉(zhuǎn)換得到的第二電流信號(hào)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)大小的交流電壓信號(hào)的采樣電阻； 與所述采樣電阻聯(lián)接，用于處理所述交流電壓信號(hào)，得到有效值電流的有效值電路； 與所述有效值電路聯(lián)接，用于依據(jù)所述有效值電流進(jìn)行周期平均值計(jì)算和反時(shí)限計(jì)算，并依據(jù)計(jì)算結(jié)果輸出控制指令至動(dòng)作繼電器的中央處理器CPU; 與所述CPU聯(lián)接， 用于接收所述中央處理器CPU輸出的控制指令，并依據(jù)所述控制指令控制開(kāi)關(guān)閉合的動(dòng)作繼電器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 與所述開(kāi)關(guān)組聯(lián)接，用于接收外部信號(hào)，并依據(jù)所述外部信號(hào)控制所述開(kāi)關(guān)組與所述電動(dòng)機(jī)的非末端處的其他抽頭聯(lián)接的開(kāi)關(guān)切換器。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 與所述控制設(shè)備聯(lián)接， 用于實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)程無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)通訊的無(wú)線信號(hào)收發(fā)器。
專利摘要本申請(qǐng)公開(kāi)了一種電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)，包括在同一極相上含有多段繞組線圈，且在同一極相上的始端和末端以及在每?jī)啥卫@組線圈的中間設(shè)置有抽頭的電動(dòng)機(jī)；與電動(dòng)機(jī)聯(lián)接，通過(guò)電磁互感原理將電動(dòng)機(jī)輸出的第一電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二電流信號(hào)，并依據(jù)第二電流信號(hào)控制與電動(dòng)機(jī)的非末端處的其他抽頭聯(lián)接的一個(gè)開(kāi)關(guān)閉合的控制設(shè)備；一端與電動(dòng)機(jī)的末端處的抽頭聯(lián)接，另一端與電動(dòng)機(jī)的非末端處的其他抽頭聯(lián)接的開(kāi)關(guān)組，開(kāi)關(guān)組中所有開(kāi)關(guān)處于開(kāi)啟狀態(tài)。本申請(qǐng)可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)隨負(fù)載的轉(zhuǎn)矩需要實(shí)時(shí)改變接入的繞組線圈的數(shù)量來(lái)改變輸出轉(zhuǎn)矩，避免了電動(dòng)機(jī)在正常工作過(guò)程中仍提供較大功率的動(dòng)力，造成大量的能源浪費(fèi)的問(wèn)題，提高了電動(dòng)機(jī)的工作效率。
文檔編號(hào)H02K3/04GK203014531SQ20122070454
公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2012年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月18日
發(fā)明者嚴(yán)海波 申請(qǐng)人:浙江協(xié)和光電科技有限公司