CN103390980B - 自变阻起动绕线转子的电动机装置 - Google Patents

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Abstract

自变阻起动绕线转子的电动机装置，涉及起动电动机装置，本发明为了解决现有转子绕组外接电阻技术需要电刷和滑环机构，并且需要对电阻的接入和断开进行控制的问题，本发明包括控制器、接触器、一号电阻器、二号电阻器、三号电阻器和发电机测速传感器，控制器、接触器、一号电阻器、二号电阻器、三号电阻器和发电机测速传感器均置于转子铁心的内腔中，一号电阻器与AX绕组的A端连通，二号电阻器与BY绕组的B端连通，三号电阻器与CZ绕组的C端连通，A端、B端与C端同时连接在接触器的常闭触点上，接触器的线圈对应与控制器连通；发电机测速传感器的信号输出端与控制器的测速信号的输入端连通。本发明适用于电动机装置。

Description

自变阻起动绕线转子的电动机装置
技术领域
本发明涉及起动电动机装置。
背景技术
目前绕线转子电动机通过电刷和滑环***把转子绕组引出。为了实现较大的起动转矩起动，在起动时，一般是把转子绕组串上电阻，待起动完成后，再把电阻去掉，也可以按此原理串联频敏电阻器。但是，转子绕组外接电阻技术需要电刷和滑环机构，并且需要对电阻的接入和断开进行控制。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有转子绕组外接电阻技术需要电刷和滑环机构，并且需要对电阻的接入和断开进行控制的问题，提供一种自变阻起动绕线转子的电动机装置。
自变阻起动绕线转子的电动机装置，它包括绕线转子电动机，转子铁心同轴环套设置在定子的内腔中，转子铁心的外表面与定子的内表面之间留有空气隙，三相绕组对应环绕在转子铁心的外表面，所述三相绕组分别是AX、BY和CZ，它还包括控制器、接触器、一号电阻器、二号电阻器、三号电阻器和发电机测速传感器，控制器、接触器、一号电阻器、二号电阻器、三号电阻器和发电机测速传感器均置于转子铁心的内腔中，一号电阻器的一端通过接触器的常开触点与AX绕组的A端连通，二号电阻器的一端通过接触器的常开触点与BY绕组的B端连通，三号电阻器的一端通过接触器的常开触点与CZ绕组的C端连通，一号电阻器的另一端、二号电阻器的另一端与三号电阻器的另一端连通，AX绕组的A端、BY绕组的B端与CZ绕组的C端同时连接在接触器的常闭触点上，接触器的线圈的一端与控制器的一个接触控制输出端连通，接触器的线圈的另一端与控制器的另一个接触控制输出端连通；发电机测速传感器的信号输出端与控制器的测速信号的输入端连通；
控制器具体控制过程为：步骤一、控制器及端口初始化；步骤二、设置稍大于零的变量值MT；步骤三、从P0.0口输出占空比为D的PWM控制信号；步骤四、从模拟输入口AIN0取发电机测速传感器数据；步骤五、判断其变化率是否大于MT，是，则执行步骤六，否，则执行步骤五；步骤六、从P0.1口输出高电平；步骤七、判断AIN0取数据变化率是否为零，否，则执行步骤六，是，则执行步骤八；步骤八、从P0.1口输出低电平；步骤九、判断是否继续，是，则执行步骤五，否，则结束。
本发明将电动机起动时所需要的电阻和控制器都放置到电动机内部，不需要外接电阻技术所需要的电刷和滑环机构，集成性好，使电动机成为一个完整***。由于电阻和控制器都是在电动机制造时预装连线，可靠性高于现有电动机装置50%。
附图说明
图1为本发明的结构示意图，图2为本发明的结构示意图，图3为本发明的电路图，图4为本发明的控制流程示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1、图2、图3和图4说明本实施方式，本实施方式所述自变阻起动绕线转子的电动机装置，它包括绕线转子电动机1，转子铁心1-2同轴环套设置在定子1-1的内腔中，转子铁心1-2的外表面与定子1-1的内表面之间留有空气隙1-3，三相绕组对应环绕在转子铁心1-2的外表面，所述三相绕组分别是AX、BY和CZ，它还包括控制器2-1、接触器2-2、一号电阻器2-3、二号电阻器2-4、三号电阻器2-5和发电机测速传感器S，控制器2-1、接触器2-2、一号电阻器2-3、二号电阻器2-4、三号电阻器2-5和发电机测速传感器S均置于转子铁心1-2的内腔中，一号电阻器2-3的一端通过接触器2-2的常开触点K1与AX绕组的A端连通，二号电阻器2-4的一端通过接触器2-2的常开触点K1与BY绕组的B端连通，三号电阻器2-5的一端通过接触器2-2的常开触点K1与CZ绕组的C端连通，一号电阻器2-3的另一端、二号电阻器2-4的另一端与三号电阻器2-5的另一端连通，AX绕组的A端、BY绕组的B端与CZ绕组的C端同时连接在接触器2-2的常闭触点K2上，接触器2-2的线圈的一端与控制器2-1的一个接触控制输出端连通，接触器2-2的线圈的另一端与控制器2-1的另一个接触控制输出端连通；发电机测速传感器S的信号输出端与控制器2-1的测速信号的输入端连通；
控制器2-1具体控制过程为：步骤一、控制器及端口初始化；步骤二、设置稍大于零的变量值MT；步骤三、从P0.0口输出占空比为D的PWM控制信号；步骤四、从模拟输入口AIN0取发电机测速传感器数据；步骤五、判断其变化率是否大于MT，是，则执行步骤六，否，则执行步骤五；步骤六、从P0.1口输出高电平；步骤七、判断AIN0取数据变化率是否为零，否，则执行步骤六，是，则执行步骤八；步骤八、从P0.1口输出低电平；步骤九、判断是否继续，是，则执行步骤五，否，则结束。
三个电阻器的一端通过接触器常开触点K1分别和三个绕组的A、B、C端子相联，A、B、C端子还通过接触器常闭触点K2相联，见图1；三个电阻器的另一端连接到一起，见图2。接触器的线圈的两根线与控制器相连。这样，控制器可以通过接触器控制电阻器与电动机绕组是否连接。
控制器的具体电路见图3：DC是锂电池，M1是由单片机C8051F020的数字输出端子P0.0控制的开关，M1工作在开关状态，使流经变压器T的初级绕组L1的电流变化，而在次级的两个绕组L2和L3上分别感应出足够高的电压。D1是续流二极管，当M1断开时给L1提供放电回路。变压器T次级L2的感应电压经D2整流后为24V，提供给接触器L4和开关M2支路电能。变压器T次级L3的感应电压经D3整流后为3.3V，给单片机供电。单片机通过模拟输入接口AIN0接收来自发电机测速传感器S的经过电阻R1和R2分压后的信号，根据其信号幅值情况通过数字输出端子P0.1控制接触器L4的线圈的通断。电阻R1选100千欧姆，电阻R2选5千欧姆。
具体工作过程为：在电动机静止时，接触器L4所带的常闭触点K2闭合，而使A、B和C三个端子相连，相当于短路；当电动机刚起动转动时，发电机测速传感器S的信号的变化率会从零变大，当单片机从模拟输入口AIN0收到的发电机测速传感器S的信号的变化率大于等于预设的MT值时，就可以判定电动机真正的转动，就通过数字输出端子P0.1控制接触器L4的线圈的接通，而使接触器L4所带的常开触点K1闭合，同时使接触器L4所带的常闭触点K2断开，故将A、B和C三个端子不直接相连，而将三个电阻以星形方式接到对应的三个绕组中，实现了电动机的串电阻起动。当电动机正常运转后，电动机转速的变化率为零，故发电机测速传感器S的变化率也接近零，而断开接触器L4线圈，使接触器L4所带的常开触点K1断开，同时使接触器L4所带的常闭触点K2闭合，故将A、B和C三个端子直接相连，而将三个电阻切离三个绕组。
具体实施方式二：本实施方式是对具体实施方式一所述自变阻起动绕线转子的电动机装置的进一步限定，发电机测速传感器S采用ZCF121传感器。
具体实施方式三：结合图3说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述自变阻起动绕线转子的电动机装置的进一步限定，控制器2-1采用C8051F020单片机。
单片机的控制流程框图见图4。
具体实施方式四：本实施方式是对具体实施方式一所述自变阻起动绕线转子的电动机装置的进一步限定，一号电阻器2-3、二号电阻器2-4和三号电阻器2-5均采用10欧姆的电阻。

Claims (4)

1.自变阻起动绕线转子的电动机装置，它包括绕线转子电动机(1)，转子铁心(1-2)同轴环套设置在定子(1-1)的内腔中，转子铁心(1-2)的外表面与定子(1-1)的内表面之间留有空气隙(1-3)，三相绕组对应环绕在转子铁心(1-2)的外表面，所述三相绕组分别是AX、BY和CZ，其特征在于，它还包括控制器(2-1)、接触器(2-2)、一号电阻器(2-3)、二号电阻器(2-4)、三号电阻器(2-5)和发电机测速传感器(S)，控制器(2-1)、接触器(2-2)、一号电阻器(2-3)、二号电阻器(2-4)、三号电阻器(2-5)和发电机测速传感器(S)均置于转子铁心(1-2)的内腔中，一号电阻器(2-3)的一端通过接触器(2-2)的常开触点(K1)与AX绕组的A端连通，二号电阻器(2-4)的一端通过接触器(2-2)的常开触点(K1)与BY绕组的B端连通，三号电阻器(2-5)的一端通过接触器(2-2)的常开触点(K1)与CZ绕组的C端连通，一号电阻器(2-3)的另一端、二号电阻器(2-4)的另一端与三号电阻器(2-5)的另一端连通，AX绕组的A端、BY绕组的B端与CZ绕组的C端同时连接在接触器(2-2)的常闭触点(K2)上，接触器(2-2)的线圈的一端与控制器(2-1)的一个接触控制输出端连通，接触器(2-2)的线圈的另一端与控制器(2-1)的另一个接触控制输出端连通；发电机测速传感器(S)的信号输出端与控制器(2-1)的测速信号的输入端连通；
控制器(2-1)具体控制过程为：步骤一、控制器及端口初始化；步骤二、设置稍大于零的变量值MT；步骤三、从P0.0口输出占空比为D的PWM控制信号；步骤四、从模拟输入口AIN0取发电机测速传感器数据；步骤五、判断其变化率是否大于MT，是，则执行步骤六，否，则执行步骤五；步骤六、从P0.1口输出高电平；步骤七、判断AIN0取数据变化率是否为零，否，则执行步骤六，是，则执行步骤八；步骤八、从P0.1口输出低电平；步骤九、判断是否继续，是，则执行步骤五，否，则结束。
2.根据权利要求1所述自变阻起动绕线转子的电动机装置，其特征在于，发电机测速传感器(S)采用ZCF121传感器。
3.根据权利要求1所述自变阻起动绕线转子的电动机装置，其特征在于，控制器(2-1)采用C8051F020单片机。
4.根据权利要求1所述自变阻起动绕线转子的电动机装置，其特征在于，一号电阻器(2-3)、二号电阻器(2-4)和三号电阻器(2-5)均采用10欧姆的电阻。
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