基本信息
- 項目名稱：
- 正弦波三相異步電動機起動與調(diào)速裝置
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 為了解決相控調(diào)壓存在的諧波問題,作者提出一種在電源和交流電動機定子繞組之間串入可關(guān)斷電力電子元件，對可關(guān)斷元件采用PWM技術(shù)控制，可關(guān)斷元件關(guān)斷時用小電容續(xù)流的方法,實現(xiàn)了保持輸出電壓正弦波形下可以連續(xù)改變輸出電壓幅度的目的
- 詳細介紹：
- 目前交流電動機軟啟動器一般采用相控調(diào)壓,即在電源和交流電動機定子繞組之間串入雙向可控硅,控制所串入可控硅導通角實現(xiàn)調(diào)壓。這種調(diào)壓方法電源和負載電流中都存在大量諧波,若軟啟動器僅用于交流電動機的啟動，由于時間較短，諧波的影響不很大,但若軟啟動器用于長期節(jié)電運行，則諧波對電源和負載都很不利。 為了解決相控調(diào)壓存在的諧波問題,作者提出一種在電源和交流電動機定子繞組之間串入可關(guān)斷電力電子元件，對可關(guān)斷元件采用PWM技術(shù)控制，可關(guān)斷元件關(guān)斷時用小電容續(xù)流的方法,實現(xiàn)了保持輸出電壓正弦波形下可以連續(xù)改變輸出電壓幅度的目的。 本裝置采用三個可關(guān)斷電力電子器件控制單向?qū)?，而返回波采用三個大功率二極管來實現(xiàn)，既省略了部分控制電路又經(jīng)濟實用。具有很強的應(yīng)用價值。
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 1 、目前三相異步電動機串級調(diào)速，其調(diào)速性能優(yōu)良，成本亦較高。另外，還有三相交流調(diào)壓調(diào)速，硬件較為簡單，成本低，但是調(diào)速范圍較窄，起動轉(zhuǎn)矩較小，應(yīng)用場合受限制。因此，作者意在設(shè)計一種起動與調(diào)速裝置，可用于需要緩啟動或調(diào)速的場合。 2、本設(shè)計采用三個性能優(yōu)良的可開通關(guān)斷的IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）實現(xiàn)單向?qū)ǘ祷夭ㄓ萌齻€大功率二極管實現(xiàn)的設(shè)計思想，利用STC89C52實現(xiàn)PWM脈寬調(diào)制控制，達到了即緩起動與調(diào)速優(yōu)良，又經(jīng)濟實惠的目的。 3、由于轉(zhuǎn)子定子電感的存在，對電網(wǎng)造成的污染較小。使用單片機可以對電機實現(xiàn)缺相、過流、過壓、欠壓、過熱等的保護。
科學性、先進性
- 2、 由IGBT和二極管組成的調(diào)壓電路 IGBT導通電阻小、容量大,由IGBT組成調(diào)壓電路比用PMOS、NMOS對管組成調(diào)壓電路損耗小。IGBT只有N型管，由IGBT和大功率二極管組成調(diào)壓電路應(yīng)將大功率二極管反并聯(lián)。圖2為由IGBT管和大功率二極管組成的調(diào)壓電路。 3、PWM頻率為10KHz,負載為單項異步電動機定子繞組,實驗表明圖2調(diào)壓電路確實能夠?qū)崿F(xiàn)保持負載電壓正弦波形下連續(xù)調(diào)壓。PWM占空比從0~100%變化,負載端電壓、電流波形如圖3 當PWM占空比為0%時,IGBT完全關(guān)斷,但仍有小電流經(jīng)續(xù)流電容C流過負載L,所以圖2的PWM占空比為0%時負載端電壓不為0。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 2011年4月23日，在山東建筑大學公開答辯會。 結(jié)果不理想
作品所處階段
- 沒有通過學校審批
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 實物
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 1、本項目經(jīng)濟可行，視野獨特，可行性較好。而且能夠?qū)崿F(xiàn)三相異步電動機的調(diào)速，且調(diào)速范圍廣，性能優(yōu)良。達到了即調(diào)速優(yōu)良，又經(jīng)濟實惠的目的，并且對電網(wǎng)造成的污染較小。使用單片機可以對電機實現(xiàn)缺相、過流、過壓、欠壓、過熱等的保護。 2、原理的突破性 ，思維方式的新穎性，使原先較昂貴的三相電動機調(diào)速系統(tǒng)變的更加經(jīng)濟，重要的是調(diào)速性能明顯的提高，達到了經(jīng)濟、實用、環(huán)保的目的，體現(xiàn)了經(jīng)濟、環(huán)保這一新的科學精神。 3、并且較低的成本、更加優(yōu)良的性能能夠產(chǎn)生產(chǎn)生很好的市場效益，有著廣闊的發(fā)展前景。 總之，項目經(jīng)濟可行，視野獨特，可行性較好。而且能夠?qū)崿F(xiàn)三相異步電動機的起動與調(diào)速，且調(diào)速范圍廣，性能優(yōu)良。
同類課題研究水平概述
- 其他調(diào)速技術(shù)已經(jīng)很成熟了，調(diào)幅調(diào)速也有很大的進步，只是純硬件調(diào)速價格昂貴……
