三相双转子电动机的起动方法和失步控制方法与流程

本技术涉及电动机领域，尤其涉及一种三相双转子电动机的起动方法和失步控制方法。

背景技术：

1、现有的电动机一般包含一个定子和一个转子，其中转子一般为永磁体或者感应线圈(例如异步起动环、鼠笼线圈)，又或者为永磁体和感应线圈的结合体。

2、为了电动机起动，直接给永磁电动机通入三相交流电源时，定子产生的旋转磁场对转子施加的电磁转矩经常难以改变转子保持静止的惯性，或者存在着类似于“打滑”的现象，电动机会出现大电流和大振动，电动机不能起动。

3、转子为永磁体时，通常需要用专门的变频装置给该电动机中定子通入交变电源，电动机起动时，通过控制电源频率使电动机转速逐渐上升，从而完成电动机起动过程。

4、如果不采用变频装置，又要使用永磁体，以提高电动机能效，可以在电动机转子上设置永磁体和鼠笼线圈，这种方式让电动机有了自起动功能，但是很难兼顾起动与运行能力的需要，电动机起动和运行性能并不好，常常会出现大的电流振荡，造成机械振动和损坏。

5、再者，在转子为永磁体和感应线圈的结合体时，该电动机在大载荷时依旧无法实现小电流快速起动。

6、另外，现有的异步起动永磁同步电动机在出现失步现象时，无法进行自动调整，不利于保证相关设备的持续运行。

技术实现思路

1、本技术的目的是提供一种三相双转子电动机的起动方法，能够解决上述背景技术中的至少一技术问题。

2、本技术的另一目的是提供一种三相双转子电动机的失步控制方法，能够解决上述背景技术中的至少一技术问题。

3、为实现上述目的，本技术实施例提供了一种三相双转子电动机的起动方法，所述电动机包括第一转子和第二转子，所述第一转子为内转子和外转子中的一者，所述第二转子为所述内转子和所述外转子中的另一者，所述第一转子包括磁场发生组件，所述磁场发生组件包括三相绕组和铁芯，所述第二转子包括磁场受驱组件和用于连接负载的第一转轴，所述磁场受驱组件包括永磁体和感应线圈，所述电动机还设有用于对所述第一转子进行制动的制动器，所述起动方法包括以下步骤：

4、s11、给所述三相绕组通电以产生旋转磁场，并控制所述制动器的制动力矩为第一值，在所述旋转磁场和所述感应线圈的相互作用下，使得所述第二转子正向旋转，所述第一转子反向旋转，在所述第二转子和所述第一转子的转速之和达到异步临界转速后，在所述旋转磁场对所述永磁体的作用下，所述第二转子和所述第一转子的转速之和被拉至同步转速，在所述第二转子和所述第一转子的转速之和等于所述同步转速且所述三相绕组的电流降至稳态工作电流后，进入步骤s12；

5、s12、控制所述制动器的制动力矩逐渐增大，使所述第二转子加速旋转，直至所述第一转子的转速降低为零。

6、本技术实施例中，基于第一转子的磁场发生组件产生的旋转磁场和第二转子的感应线圈的相互作用，可以实现电动机的异步起动，在第二转子和第一转子的转速之和达到异步临界转速后，基于旋转磁场对第二转子的永磁体的作用和对制动器的控制可以实现第二转子的同步运行。而且，由于第一转子的转动惯量小(不连接负载)，有利于实现小电流快速起动。

7、可选地，在步骤s12之后，所述起动方法还包括：

8、s13、如果实时获取到的所述三相绕组的电流小于等于额定电流值，且所述第二转子的转速等于所述同步转速，通过所述制动器使所述第一转子保持转速为零；

9、s14、如果实时获取到的所述三相绕组的电流大于所述额定电流值，所述第二转子的转速大于所述异步临界转速且小于所述同步转速，则控制所述制动器的制动力矩逐渐减小，以使所述第一转子反向旋转，直至所述第二转子和所述第一转子的转速之和被重新拉至所述同步转速，在所述第二转子和所述第一转子的转速之和等于所述同步转速且所述三相绕组的电流降至稳态工作电流后，重复步骤s12；

10、s15、在重复步骤s12后，如果实时获取到的所述三相绕组的电流小于等于额定电流值，且所述第二转子的转速等于所述同步转速，通过所述制动器使所述第一转子保持转速为零。

11、为实现上述另一目的，本技术实施例提供了一种三相双转子电动机的失步控制方法，所述电动机包括第一转子和第二转子，所述第一转子为内转子和外转子中的一者，所述第二转子为所述内转子和所述外转子中的另一者，所述第一转子包括磁场发生组件，所述磁场发生组件包括三相绕组和铁芯，所述第二转子包括磁场受驱组件和用于连接负载的第一转轴，所述磁场受驱组件包括永磁体和感应线圈，所述电动机还设有用于对所述第一转子进行制动的制动器，所述失步控制方法包括以下步骤：

12、s21、如果实时获取到的所述三相绕组的电流大于所述额定电流值，所述第二转子的转速大于异步设计转速且小于所述同步转速，则控制所述制动器的制动力矩逐渐减小，以使所述第一转子反向旋转，直至在所述旋转磁场对所述永磁体的作用下，所述第二转子和所述第一转子的转速之和被拉至所述同步转速，在所述第二转子和所述第一转子的转速之和等于所述同步转速且所述三相绕组的电流降至稳态工作电流后，进入步骤s22；

13、s22、控制所述制动器的制动力矩逐渐增大，使所述第二转子加速旋转，直至所述第一转子的转速降低为零；

14、s23、如果实时获取到的所述三相绕组的电流小于等于所述额定电流值，且所述第二转子的转速等于所述同步转速，通过所述制动器使所述第一转子保持转速为零，如果实时获取到的所述三相绕组的电流大于所述额定电流值，所述第二转子的转速大于所述异步临设计转速且小于所述同步转速，则重复步骤s21和步骤s22。

15、本技术实施例中，在电动机处于失步状态时(三相绕组的电流大于额定电流值，且第二转子的转速大于异步设计转速且小于所述同步转速时)，可控制调整至同步状态(三相绕组的电流小于等于额定电流值，且第二转子的转速等于同步转速)，进而可以避免永磁同步电动机在失步状态下出现的大电流振荡、机械大振动的状况。

16、可选地，所述电动机还包括壳体；

17、所述第一转子为外转子，所述第一转子还包括设置在所述壳体内的转子支架和连接在所述转子支架一端的第二转轴，所述第二转轴可转动地安装在所述壳体的后端，所述第一转轴可转动地安装在所述转子支架的前后两端和所述壳体的前端，所述磁场发生组件固定在所述转子支架的内侧，所述磁场受驱组件固设在所述第一转轴上。

18、可选地，所述制动器设置在所述第二转轴上。

19、可选地，所述电动机还包括集电环和三相碳刷，所述集电环设置在所述转子支架上并与所述三相绕组电连接，所述三相碳刷与所述集电环抵接以通过所述集电环与所述三相绕组对应电连接。

20、可选地，所述电动机还包括壳体；所述第二转子为外转子，所述第二转子还包括设置在所述壳体内的转子支架，所述第一转轴连接在所述转子支架的前端并可转动地安装在所述壳体的前端，所述第一转子还包括第二转轴，所述第二转轴可转动地安装在所述转子支架的前后两端和所述壳体的后端，所述磁场受驱组件固定在所述转子支架的内侧，所述磁场发生组件固设在所述第二转轴上。

21、可选地，所述制动器设置在所述第二转轴上。

22、可选地，所述电动机还包括集电环和三相碳刷，所述集电环设置在所述第二转轴上并与所述三相绕组电连接，所述三相碳刷与所述集电环抵接以通过所述集电环与所述三相绕组对应电连接。

23、可选地，所述电动机包括第一转速检测装置、第二转速检测装置、电流检测装置和控制装置，所述第一转速检测装置用于实时检测所述第一转子的转速，所述第二转速检测装置用于实时检测所述第二转子的转速，所述电流检测装置用于实时检测所述三相绕组的电流，所述控制装置获取所述第一转速检测装置、所述第二转速检测装置和所述电流检测装置的实时检测信息并控制所述制动器。