专利名称：大功率电动机减压起动与星三角转换运行节电控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电气控制技术领域，特别是大功率电动机启动控制器
背景技术：
在现实生产中，一台大型机械设备前后都有数台小型机械连环配套，协作生产。任何一个环节出点问题就不得不间歇性的使主机离合器分离，暂停生产，待排除故障后，又使其结合恢复生产。一般情况下，每天因间歇性的分离使电动机空载运转时间累加在1——3 小时范围内，更有甚者如木工带锯机，它的空载运转时间竟然大于工作时间。但由于老式控制设备无力节能，人们也就习以为常了。为了所配套的大功率电动机容易起动和及时应对生产过程中的工况变化，大型生产机械在装备制造过程中都设计安装了各种离合器，由人工操作离合器的分离与结合，以达到切断与结合电动机输出给主机的动力扭矩。但因以前生产的老式起动设备机电分立控制且无法进行可逆转换运行，从而致使这些在生产过程中用电量已很大的机械设备在离合器分离后的轻载情况下，电动机仍然得到全压供电，以很低的功率因数和效率拉着离合器外壳空转，浪费了大量宝贵能源。
发明内容本实用新型目的是设计一种大功率电动机减压起动与星三角转换运行节电控制器，以达到节约电能的目的。具体地说，大功率电动机减压起动与星三角转换运行节电控制器，其是包括控制电动机在分离后轻载情况下定子绕组自动变为Y形接法运转同时离合器结合时自动恢复为Δ形接法运转全压供电的控制电路，及与该控制电路中行程开关连接的行程开关转换器，且所述的行程开关转换器包括一个与行程开关触杆连接的活动触头，该活动触头与离合器操纵拉杆相连接。本实用新型针对大型电力拖动机械控碳减排，节能降耗而试制成功的新一代机电一体化的节能型电动机启动控制设备。它扩大利用设备上的离合器功能，在其分离后的轻载情况下，把电动机定子绕组自动变为Y形接法运转，从而实现节电目的；若要离合器结合时，又能自动恢复为Δ形接法运转全压供电，以达到满负荷输出动力扭矩。本实用新型伴随离合器拉杆动作，在离合器分离与结合时自动进行Y- Δ可逆转换运行，且只能在离合器分离状态下进入起动程序，同时具备断相失压、过载等保护作用。
图1为本实用新型控制电路原理图。器件标记说明闸刀开关QS，三相交流电Li、L2、L3，熔断器Fu，小型变压器Τ，交流接触器KM、KMY、KM Δ，中间继电器ΚΑΙ、KA2、KA3，行程开关SQ，停止按钮SB1、SB3，起动按钮 SB2、SB4。图2为本实用新型外接行程开关转换器与行程开关连接示意图。[0009]图号说明1-行程开关SQ常闭触头、2-行程开关SQ常闭触头、3_行程开关SQ常开触头、4-行程开关SQ常开触头、5-行程开关滚轮、6-拨叉板、7-行程开关转换器外壳、 8-拨叉调节杆螺杆、9-并紧螺母、10-拨叉芯轴、11-拨叉活动套、12-主机离合器操纵拉杆、 13-行程开关壳体。
具体实施方式
图1、2给出了本大功率电动机减压起动与星三角转换运行节电控制器的具体结构，它包括控制电动机在分离后轻载情况下定子绕组自动变为Y形接法运转同时离合器结合时自动恢复为Δ形接法运转全压供电的控制电路，及与该控制电路中行程开关连接的行程开关转换器，且所述的行程开关转换器包括一个与行程开关触杆连接的活动触头，该活动触头与离合器操纵拉杆12相连接。所述活动触头安装在一个滚轮5上，该滚轮侧部装有拨叉板6，拨叉板6与装在拨叉芯轴10中的拨叉调节螺杆8连接，拨叉芯轴10上装有拨叉活动套11且拨叉活动套11上端连接在离合器操纵拉杆12上。所述控制电路具有行程开关，该行程开关的两个触点上分别接有中间继电器KAl和ΚΑ2，中间继电器KAl和ΚΑ2分别与两个交流接触器KM Δ和KMY连接，两个交流接触器KM Δ和KMY连接均与所控制的电动机M连接；同时两个交流接触器KM Δ和KMY通过交流接触器KM与闸刀开关QS连接；起动按钮SB2和停止按纽SBl安装在闸刀开关QS与交流接触器KMY之间。根据电动机设计制造原理，定子绕组正常运转为Δ形接法的电动机在轻载情况下改为Y形接法后，加在绕组上的电压可减少到额定电压的1//T倍(约为219伏)。由于电动机的铁损近似于电压平方成正比，所以，降压供电后，有功损耗就会减小。不但限制了起动电流，而且空载电流也会随之减小为原来的1/3。大型生产机械所配套的大功率电动机正常运转时其绕组一般都为Δ形接法，利用设备上的离合器功能，在其分离后的轻载情况下，把电动机定子绕组自动变为Y形接法运转，从而实现节电目的；若要离合器结合时，又能自动恢复为Δ形接法运转全压供电，以达到满负荷输出动力扭矩。工作原理根据电动机以功率大小而额定电流不同的规律，该控制器实行按可控功率大小而区分型号的系列化生产，随着控制容量的增加，控制器箱体也随之增大，其产品名称中最后一个汉字也做出相应的变化当控制容量在1330KW范围时的产品称为“控制器”；在 40――125KW范围时的产品称为“控制箱”；在150――300KW范围时的产品称为“控制柜”。 所选用的交流接触器、电动机综合保护器、中间继电器及行程开关等均为名优新产品，其过载能力与电动机额定电流过盈匹配。由于行程开关SQ用连接线引出安装在主机控制台座上，为了安全生产，故在其线路中加装了一个小型变压器做为电源，采用36V安全电压单独给中间继电器ΚΑ1、ΚΑ2供电。根据用户需要还可在控制器箱体面板上加装电流、电压表， 以便直观的监视和计量电动机的运行和能耗状况。在电机运行的自动保护方面，本控制器在设计安装上淘汰了老式欠灵敏且复位速度很慢的热继电器，进而采用了新型穿孔式磁感应快速复位型综合保护器，不但提高了生产效率，而且还使电动机起动控制设备问世50多年来首次在实质上具有了快速可靠的缺相自动保护功能。本控制器在操控过程中的电流走向为在离合器分离状态下，按下起动按扭SB2 或SB4，L1相线电流通过停止按扭SBl和SB3、又流过交流接触器KM Δ辅助常闭触头；由于控制器在工作过程中以Δ形接法运转为主，为节约线圈用电把此处设计为Y形运转时行程开关先接通中间继电器KAl的36V电源，吸合后KAl常开触头接通，这样就使控制电流顺利进入交流接触器KMY线圈，此时，控制器内3个交流接触器及中间继电器ΚΑ3和时间继电器KT线圈的末端都已并接在一起，且经过电机综合保护器常闭触头后于L2相线直通，所以KMY先会立即吸合——主触头接通Y点，辅助常开触头KMY接通交流接触器KM线圈并吸合，则它的主触头接通3相交流电源，两个辅助常开触头接通串接式自保电路，电动机便在瞬间以Y型连接方式减压起动并连续运转起来。当要正式生产时，随着离合器的结合，拉杆产生位移后，伴接在它上面的拨叉就会带动行程开关切断中间继电器KAl线圈电源，释放后常开触头KAl断开、常闭触头KAl接通，常开触头KAl的断开使交流接触器KMY断电释放退出Y点，辅助常闭触头KMY恢复通行。为了防止在离合器结合时电动机以Δ形连接方式满负荷大电流直接起动，危胁设备及电网安全，所以交流接触器KM Δ线圈取电于交流接触器KM第二自锁电路辅助常开触头的下接点，这时由于KM已处于吸合状态，所以常闭触头 KAl的接通使控制电流畅通无阻的进入交流接触器KM Δ线圈并使其立即吸合——主触头的接通使定子绕阻瞬间变成Δ形连接方式运转，满负荷的输出扭矩了。而中途需要暂停生产时，就要拉开离合器、切断电动机的动力输出，但随着离合器拉杆的收缩及拨叉退回，行程开关便自动复位到常闭触头接通常开触头断开状态，使中间继电器KAl吸合、ΚΑ2释放。 因KAl常闭头的断开使交流接触器KM Δ主触头释放而退出Δ形接法，KAl常开触头的接通又使交流接触器KMY立即吸合，这样，电动机便在轻载情况下，又恢复到Y形连接方式节能运转。如此反复的控制过程全由行程开关带动中间继电器指挥KM Δ和KMY两个交流接触器轮换动作，变换电动机定子绕组的连接方式就可完成，又因为行程开关的滚轮拨叉伴接在离合器操纵拉杆上，这样以来，还是按照操作原设备的方法，在操作离合器的分离与结合时，也就顺便操作了行程开关SQ两组触头的接通与断开。为了最大限度的节约能源，又在交流接触器KM第一自锁回路中加装了时间继电器ΚΤ，由中间继电器ΚΑ2控制其线圈的供电，在交流接触器KM Δ工作时断电，在交流接触器KMY工作时接通，可使电动机在无人操作的情况下空载超过设定时间(10-15秒)自动断电停转。这样不仅可以减少长时间空载耗电，而且还可以在万一行程开关出现故障时，电动机还以Y形连接方式运转而操作人员在不知道的情况下结合离合后短时间内就可自动断开电源，保护电动机安全。本实用新型经过在空心制砖机组上进行试验，对其机组主机所配90KW电动机进行减压起动和生产过程的全程控制，到现在稳定运行，实验表明该新型控制器操作灵活，安全可靠，各项性能都达到了设计要求，节能效果却大大超出设计预期，使空载电流减少到原来的1/4，在这同一台电动机上，安装前实测老式起动设备控制时的空载电流为50. 3Α，而本新型控制设备投用后空载电流仅为12. 5Α，同样在轻载情况下的节电率高达75%。如果每天按最少空载一小时计算就可节电37. 8度。加上控制器内采取其它措施节电、扣除停工等因素，仅这一台电机全年足以突破万度节电大关。使用注意事项1、为了减少电动机接线合至控制器箱体之间的引出线长度和线损电压降，控制器箱体应尽量靠近电动机置放。2、行程开关转换器用连接线引出后，安装在主机底座上，拨叉活动套与离合器拉杆伴接，排除间隙后应使行程开关动触头在离合器结合到位之前，产生动作。[0019] 3、为了尽可能多的节约能源，本控制器除在面板上安装起动按钮SB2和停止按纽 SBl外，还可引出外接线，在离合器操纵控制台上安装异地起动按扭SB4和停止按纽SB3，以便中途需要及时开停控制器电源，减少电动机用电时间。
权利要求1.大功率电动机减压起动与星三角转换运行节电控制器，其特征是包括控制电动机在分离后轻载情况下定子绕组自动变为Y形接法运转同时离合器结合时自动恢复为Δ形接法运转全压供电的控制电路，及与该控制电路中行程开关连接的行程开关转换器，且所述的行程开关转换器包括一个与行程开关触杆连接的活动触头，该活动触头与离合器操纵拉杆(12)相连接。
2.根据权利要求1所述的大功率电动机减压起动与星三角转换运行节电控制器，其特征是所述活动触头安装在一个滚轮( 上，该滚轮侧部装有拨叉板(6)，拨叉板(6)与装在拨叉芯轴(10)中的拨叉调节螺杆(8)连接，拨叉芯轴(10)上装有拨叉活动套(11)且拨叉活动套(11)上端连接在离合器操纵拉杆(1 上。
3.根据权利要求1所述的大功率电动机减压起动与星三角转换运行节电控制器，其特征是所述控制电路具有行程开关，该行程开关的两个触点上分别接有中间继电器KAl和 KA2，中间继电器KAl和KA2分别与两个交流接触器KM Δ和KMY连接，两个交流接触器KM Δ 和KMY连接均与所控制的电动机M连接；同时两个交流接触器KM Δ和KMY通过交流接触器KM与闸刀开关QS连接；起动按钮SB2和停止按纽SBl安装在闸刀开关QS与交流接触器 KMY之间。
4.根据权利要求3所述的大功率电动机减压起动与星三角转换运行节电控制器，其特征是所述控制电路在交流接触器KM第一自锁回路中加装了时间继电器ΚΤ，并由中间继电器ΚΑ2控制其线圈的供电，在交流接触器KM Δ工作时断电，在交流接触器KMY工作时接通。
5.根据权利要求3或4所述的大功率电动机减压起动与星三角转换运行节电控制器， 其特征是所述控制电路中采用一个小型变压器做为电源，并用36V安全电压单独给中间继电器ΚΑ1、ΚΑ2供电。
6.根据权利要求5所述的大功率电动机减压起动与星三角转换运行节电控制器，其特征是所述控制电路中还加装电流、电压表。
7.根据权利要求6所述的大功率电动机减压起动与星三角转换运行节电控制器，其特征是所述控制电路中在离合器操纵控制台上安装异地起动按扭SB4和停止按纽SB3，异地起动按扭SB4和停止按纽SB3连接在起动按钮SB2和停止按纽SBl的引出外接线上。
专利摘要大功率电动机减压起动与星三角转换运行节电控制器，其是包括控制电动机在分离后轻载情况下定子绕组自动变为Y形接法运转同时离合器结合时自动恢复为△形接法运转全压供电的控制电路，及与该控制电路中行程开关连接的行程开关转换器，且所述的行程开关转换器包括一个与行程开关触杆连接的活动触头，该活动触头与离合器操纵拉杆相连接。本实用新型伴随离合器拉杆动作，在离合器分离与结合时自动进行Y-△可逆转换运行，且只能在离合器分离状态下进入起动程序，同时具备断相失压、过载等保护作用。
文档编号H02P1/32GK202085114SQ201120202769
公开日2011年12月21日 申请日期2011年6月10日 优先权日2011年6月10日
发明者任旭华 申请人:任旭华