专利名称：软启动智能控制柜的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种节能型控制电器,尤其涉及一种减小电动机起动电流的软启动智能控制柜。
背景技术：
在日常生活、生产中，动力机械的应用非常广泛，动力机械大部份是电动机，电动机都必须用电器控制其起动或停止。电动机的起动是指电动机从接通电源开始转动逐渐提高转速一直达到正常的运行转速为止这一过程。电动机的停止是指电动机从正常的运行到断开电源，转速下降到静止。电动机的起动特性有起动电流、起动转矩、起动时间、 起动绕组中能耗与发热等，主要是前两者。以最常用的异步电动机为例说明如下异步电动机在起动时，由于定子的旋转磁场对静止的转子有着最大的相对速度，这时转子绕组中的感应电势也达到最大值E20，现假定S额=O. 05，则E20 = E2/S额=E2/0. 05 = 20E2,即静止时的转子感应电动势将按1/S额比例增大。但在起动时转子漏电抗因铁心饱和而不能按1/S额比例增大，所以起动时的转子电流约达额定负载时转子电流的5— 8倍。异步电动机的转子电能是定子绕组供给的，所以满压起动时，定子绕组中电流将达到额定电流4一7倍。如果把起动电流对额定电流的比值I起/I额作为考核电动机起动性能一个指标来举例，如=IOOKW电动机额定电流180A，比值I起/I额=6. 5，则起动电流可达 180X6. 5 = 1170A。而电动机起动电流太大有很多缺点一、对电源造成污染，尤其是大电动机使局部电网电压降落影响别的设备正常使用。二、使电动机绕组发热，绝缘老化，缩短使用寿命，电磁力使绕阻变形，容易发生故障。三、变压器配备容量增大，占用电力资源。而运行时电动机额定电流只有1/6. 5起动电流，使变压器低负荷运行，造成空载损耗严重，而且设备投资大。针对这种情况，多种起动设备可不同程度的减小起动电流，下面就主流设备举例介绍IOOKff电动机自耦变压器起动时起动电流为758A，星三角起动时起动电流405A，软启动时400—600A，各自特性自耦起动转矩大，电流大，适应重载起动；星三角起动转矩小，电流小，适应轻载起动；软启动初始电压可调，轻重负载均可，缺点波形残缺，遇大电动机时，电动机铁芯电感反馈使调压电路中元件两端无正向压降而错过触发信号时刻，造成电动机绕组缺相或直流，甚至失控，损坏设备。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种软启动智能控制柜，以解决现有电动机软启动技术存在的波形残缺等问题。为了实现上述目的，本实用新型提供的软启动智能控制柜包括三个换流模块，每一所述换流模块包括IGCT，漏极连接于地；二极管，阴极集成于所述IGCT的源极；串联的电阻和电容，连接于所述IGCT的源极和地之间。本实用新型可以按照电动机工作时所需电流起动电动机，而且电动机运行时，能根据电动机运行电流反馈调节电动机并通过中间环节的供料机来实现负荷均衡，减少故障。
图I为本实用新型的原理结构示意图；图2为本实用新型的等效电路结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型做进一步详细说明。图I和图2示意性的示出了本实用新型的原理和等效电路，如图所示，本实用新型包括三个相同的换流模块M1、M2、M3。每一换流模块Ml、M2或M3包括一 IGCT(IntergratedGate Commutated Thyristors,集成门极换流晶闸管)、由N型半导体N3、P型半导体P3组成的二极管以及电阻Rl、R2或R3和电容Cl、C2或C3。在每一 IGCT中，N型半导体NI和N2、P型半导体Pl和P2构成三个PN结，每一 IGCT的漏极连接于地COM。二极管的阴极集成于IGCT的源极，也即N型半导体N3通过端子Al、A2或A3集成于P型半导体P2。电阻Rl、R2、R3及电容Cl、C2、C3如图所示串联，并分别连接于相应的IGCT的源极端子Al、A2、A3和地COM之间。图2清楚的示出了图I的等效电路，三个换流模块Ml、M2、M3的N型半导体NI和N2、P型半导体Pl和P2分别构成了相应的三个IGCT，也即IGCT K1、K2、K3。N型半导体Ν3、P型半导体Ρ3构成反并联的二极管Ζ1、Ζ2、Ζ3。应用时，电动机的三个绕组L1、L2、L3分别连接于端子Al、A2、A3和电源R、S、T之间。IGCT K1、K2、K3的门极G1、G2、G3与控制信号连接。电阻R1、R2、R3及电容C1、C2、C3构成缓冲电路。运行时，电流 LI、 L2、 L3为复数物理量，电流方向随时间变化，某时刻之和等于零。从门极G1、G2、G3输入的控制信号间隔120’。综上所述，首先，本实用新型参照电力电子元件IGCT的工艺原理，用电工组装的方式制作换流模块内置反并联二极管，负载波形占空时，电动机绕组反馈的电感能量回馈到电网侧，起到续流效应。其次，本实用新型参照星形绕组连接方式使回馈电流流经电动机绕组时，绕组旋转磁场磁势增加，为有害的反馈能量提供通道，变成可用能源，同时填补电路波形的空缺，使负载波形变宽，占空比变少，即电动机的转矩增大。其次，本实用新型利用换流模块控制负载波形的自然换流点，将绕组进行串联连接，增加绕组的串联总匝数，使输入电压得以提高，输入电压越高，负载波形占空比越少，即波形越完整，串联总匝数越多则绕组电流越小，如此就得到一个低电流大转矩的提速效果。结合单片机等信号处理设备，本实用新型可以根据不同机械的起动特性，设置各种起动曲线。以对数函数形式对应各V/F点，使整个起动过程形成一个根据转子与电源频率的静差率，实现恒牵引模式。分析可见，本实用新型遵循能量守恒原则，改变传统起动设备自然供给能量。为控制供给能量，改变集中供给为延缓供给，以转子运动的临界值为起点实现平稳加速，以电动机工作电流为标准预置上限值。可以利用反馈能量填补波形空缺，利用换流模块将绕组串接提高输入电压，减小输入电流，平稳增大电动机转矩。由技术常识可知，本实用新型可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实 施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本实用新型范围内或在等同于本实用新型的范围内的改变均被本实用新型包含。
权利要求1.一种软启动智能控制柜，其特征在于，包括三个换流模块，每一所述换流模块包括IGCT，漏极连接于地；二极管，阴极集成于所述IGCT的源极；串联的电阻和电容，连接于所述IGCT的源极和地之间。
专利摘要本实用新型提供一种软启动智能控制柜，其包括三个换流模块，每一所述换流模块包括IGCT，漏极连接于地；二极管，阴极集成于所述IGCT的源极；串联的电阻和电容，连接于所述IGCT的源极和地之间。本实用新型可以按照电动机工作时所需电流起动电动机，而且电动机运行时，能根据电动机运行电流反馈调节电动机，通过供料机使负荷均衡，减少故障。
文档编号H02P1/26GK202713206SQ20122032937
公开日2013年1月30日 申请日期2012年7月9日 优先权日2012年7月9日
发明者朱亚军 申请人:朱亚军