一种固态光电软起动器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种固态光电软起动器包括晶闸管电路、高压开关组、真空开关组A、真空开关组B、温度传感器N、触发板、信号处理器、电压互感器C、电压互感器D、电压互感器E、电流互感器G、电流互感器H、电动机M，电压互感器C与电压互感器D串联连接，真空开关组A分别连接高压开关组、真空开关组B、晶闸管电路、电压互感器C的初级线圈、电压互感器D的初级线圈，晶闸管电路分别连接触发板、电流互感器G的初级线圈、电流互感器H的初级线圈、电压互感器E的初级线圈、电动机M，真空开关组B连接电动机M，本实用新型提供一种安全度高、调控方便、运输方便、安装方便、维护方便、技术制作简单，运行可靠、占用空间小的一种固态软起动器。
【专利说明】一种固态光电软起动器
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及的是一种固态光电软起动器。
【背景技术】
[0002] 目前，高压交流软起动器有串电抗器起动、液态电阻式起动、交流变频器起动，还 有就是现在正流行的单片机控制晶闸管导通的固态软起动，串电抗器起动方式，起动电流 大，不可调整，交流变频器起动，是一种高效的的起动调速方式，起动性能好，调速范围大， 节能效果好，但价格昂贵，技术复杂，要求相当高的维护水平，不适易普遍推广，液态电阻软 起器无级控制，起动性能好，价格低廉，但不能短时间连续起动，且液阻箱容积大，占用场 地，需要定期补水，不适应结冰或颠簸的场合，制作运输安装困难，使用受到局限。单片机控 制晶闸管导通的固态软起动，虽然价格比变频器低，但同样存在技术复杂，要求高的维护水 平。 实用新型内容
[0003] 针对现有技术上存在的不足，本实用新型提供一种安全度高、调控方便、运输方 便、安装方便、维护方便、技术制作简单，运行可靠、占用空间小的固态软起动器。
[0004] 为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：
[0005] 本实用新型的一种固态光电软起动器，包括晶闸管电路、高压开关组、真空开关组 A、真空开关组B、温度传感器N、触发板、信号处理器、电压互感器C、电压互感器D、电压互感 器E、电流互感器G、电流互感器H、电动机M，电压互感器C与电压互感器D串联连接，真空 开关组A分别连接高压开关组、真空开关组B、晶闸管电路、电压互感器C的初级线圈、电压 互感器D的初级线圈，晶闸管电路分别连接触发板、电流互感器G的初级线圈、电流互感器 Η的初级线圈、电压互感器E的初级线圈、电动机M，真空开关组B连接电动机M，电压互感 器C的次级线圈、电压互感器D的次级线圈、电压互感器Ε的次级线圈、电流互感器G的次 级线圈、电流互感器Η的次级线圈、温度传感器Ν均连接信号处理器，触发板通过光纤连接 信号处理器，高压开关组分别连接电压互感器C的初级线圈、电压互感器D的初级线圈。
[0006] 本实用新型还包括若干个RC保护电路，RC保护电路包括电阻R、电容Ca，电阻R、 电容Ca相串联，RC保护电路连接晶闸管电路。
[0007] 本实用新型包括六个RC保护电路，晶闸管电路包括晶闸管A1、晶闸管A2、晶闸管 A3、晶闸管A4、晶闸管A5、晶闸管A6、晶闸管B7、晶闸管B8、晶闸管B3、晶闸管M、晶闸管B5、 晶闸管B6,晶闸管A1的控制极、晶闸管A2的控制极、晶闸管A3的控制极、晶闸管A4的控制 极、晶闸管A5的控制极、晶闸管A6的控制极、晶闸管B7的控制极、晶闸管B8的控制极、晶 闸管B3的控制极、晶闸管Μ的控制极、晶闸管B5的控制极、晶闸管B6的控制极均连接触 发板，晶闸管Α1的阳极连接晶闸管Α2的阴极，晶闸管Α1的阴极连接晶闸管Α2的阳极，晶 闸管Β3的阳极连接晶闸管Μ的阴极，晶闸管Β3的阴极连接晶闸管Μ的阳极，晶闸管Α1 的阴极连接晶闸管Β3的阳极，晶闸管Β3的阴极分别连接电流互感器G的初级线圈、真空开 关组B、电动机M，晶闸管A3的阳极连接晶闸管A4的阴极，晶闸管A3的阴极连接晶闸管A4 的阳极，晶闸管B5的阳极连接晶闸管B6的阴极，晶闸管B5的阴极连接晶闸管B6的阳极， 晶闸管A3的阴极连接晶闸管B5的阳极，晶闸管B5的阴极分别连接电流互感器G的初级线 圈、真空开关组B、电动机M、电压互感器E的初级线圈的一端，晶闸管A5的阳极连接晶闸管 A6的阴极，晶闸管A5的阴极连接晶闸管A6的阳极，晶闸管B7的阳极连接晶闸管B8的阴 极，晶闸管B8的阴极连接晶闸管B7的阳极，晶闸管A5的阴极连接晶闸管B7的阳极，晶闸 管B7的阴极分别连接电压互感器E的初级线圈的另一端、真空开关组B、电动机M，晶闸管 A1的阳极、晶闸管A3的阳极、晶闸管A5的阳极均连接真空开关组A，晶闸管A1的阳极和阴 极之间连接RC保护电路，晶闸管A3的阳极和阴极之间连接RC保护电路，晶闸管A5的阳极 和阴极之间连接RC保护电路，晶闸管B3的阳极和阴极之间连接RC保护电路，晶闸管B5的 阳极和阴极之间连接RC保护电路，晶闸管B7的阳极和阴极之间连接RC保护电路。
[0008] 本实用新型的真空开关组A包括真空开关K1、真空开关K2、真空开关K3,真空开关 组B包括真空开关Ml、真空开关M2、真空开关M3,晶闸管A1的阳极连接真空开关K1，晶闸 管A3的阳极连接真空开关K2,晶闸管A5的阳极连接真空开关K3,晶闸管B3的阴极连接真 空开关M1，晶闸管B5的阴极连接真空开关M2,晶闸管B7的阴极连接真空开关M3,真空开关 K1连接真空开关Ml、电压互感器C的初级线圈的一端，真空开关K2分别连接真空开关M2、 电压互感器C的初级线圈的另一端、电压互感器D的初级线圈的一端，真空开关K3连接真 空开关M3、电压互感器D的初级线圈的另一端。
[0009] 本实用新型的高压开关组包括高压开关Q1、高压开关Q2、高压开关Q3,高压开关 Q1连接真空开关K1，商压开关Q2连接真空开关K2,商压开关Q3接真空开关K3。
[0010] 本实用新型的有益效果：本实用新型设有电流互感器G、电流互感器H、电压互感 器E检测电动机电压、电流，起过压保护和过流保护作用，其运行可靠、安全，且结构简单， 体积小，因此运输方便、安装方便、维护方便；在起动或运行过程中，利用温度传感器检测晶 闸管的工作温度，如果发现晶闸管的温度超过设定值时，则跳闸保护，运行很可靠、非常安 全；本实用新型的RC保护电路保护了晶闸管电路，提高了系统了安全性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0011] 下面结合附图和【具体实施方式】来详细说明本实用新型；
[0012] 图1为本实用新型的系统框图；
[0013] 图2为本实用新型的晶闸管电路的电路原理图；
[0014] 图3为本实用新型的电路原理图。
【具体实施方式】 [0015]
[0016] 为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面 结合【具体实施方式】，进一步阐述本实用新型。
[0017] 如图1、图2、图3所示，本实用新型的一种固态光电软起动器，用于启动电动机 M14,包括晶闸管电路11、高压开关组15、真空开关组A12、真空开关组B13、温度传感器N2、 触发板4、信号处理器1、电压互感器C7、电压互感器D8、电压互感器E6、电流互感器G10、电 流互感器H9、电动机M14,电压互感器C7与电压互感器D8串联连接，真空开关组A12分别 连接高压开关组15、真空开关组B13、晶闸管电路11、电压互感器C7的初级线圈、电压互感 器D8的初级线圈。
[0018] 晶闸管电路11分别连接触发板4、电流互感器G10的初级线圈、电流互感器H9的 初级线圈、电压互感器E6的初级线圈、电动机M14,真空开关组B13连接电动机M14,电压互 感器C7的次级线圈、电压互感器D8的次级线圈、电压互感器E6的次级线圈、电流互感器 G10的次级线圈、电流互感器H9的次级线圈、温度传感器N2均连接信号处理器1。触发板 4通过光纤连接信号处理器1，高压开关组15分别连接电压互感器C7的初级线圈、电压互 感器D8的初级线圈，温度传感器N用于检测晶闸管电路11的工作温度。
[0019] 本实施例还包括六个RC保护电路，RC保护电路包括电阻R、电容Ca，所述电阻R、 电容Ca相串联，RC保护电路连接晶闸管电路11，晶闸管电路11包括晶闸管A1、晶闸管A2、 晶闸管A3、晶闸管A4、晶闸管A5、晶闸管A6、晶闸管B7、晶闸管B8、晶闸管B3、晶闸管B4、晶 闸管B5、晶闸管B6,晶闸管A1的控制极、晶闸管A2的控制极、晶闸管A3的控制极、晶闸管 A4的控制极、晶闸管A5的控制极、晶闸管A6的控制极、晶闸管B7的控制极、晶闸管B8的 控制极、晶闸管B3的控制极、晶闸管Μ的控制极、晶闸管B5的控制极、晶闸管B6的控制极 均连接触发板4,晶闸管Α1的阳极连接晶闸管Α2的阴极，晶闸管Α1的阴极连接晶闸管Α2 的阳极，晶闸管Β3的阳极连接晶闸管Μ的阴极，晶闸管Β3的阴极连接晶闸管Μ的阳极， 晶闸管Α1的阴极连接晶闸管Β3的阳极。该晶闸管Β3的阴极分别连接电流互感器G的初 级线圈10、真空开关组Β13、电动机Μ14,晶闸管A3的阳极连接晶闸管Α4的阴极，晶闸管A3 的阴极连接晶闸管Α4的阳极，晶闸管Β5的阳极连接晶闸管Β6的阴极，晶闸管Β5的阴极连 接晶闸管Β6的阳极，晶闸管A3的阴极连接晶闸管Β5的阳极，晶闸管Β5的阴极分别连接电 流互感器G10的初级线圈、真空开关组Β13、电动机Μ14、电压互感器Ε6的初级线圈的一端； 晶闸管Α5的阳极连接晶闸管Α6的阴极，晶闸管Α5的阴极连接晶闸管Α6的阳极，晶闸管Β7 的阳极连接晶闸管Β8的阴极。
[0020] 本实施例的晶闸管Β8的阴极连接晶闸管Β7的阳极，晶闸管Α5的阴极连接晶闸 管Β7的阳极，晶闸管Β7的阴极分别连接电压互感器Ε6的初级线圈的另一端、真空开关组 Β13、电动机Μ14,晶闸管Α1的阳极、晶闸管A3的阳极、晶闸管Α5的阳极均连接真空开关组 Α12。晶闸管Α1的阳极和阴极之间连接RC保护电路，晶闸管A3的阳极和阴极之间连接RC 保护电路，晶闸管Α5的阳极和阴极之间连接RC保护电路，晶闸管Β3的阳极和阴极之间连 接RC保护电路，晶闸管Β5的阳极和阴极之间连接RC保护电路，晶闸管Β7的阳极和阴极之 间连接RC保护电路。
[0021] 值得注意的是，真空开关组Α12包括真空开关Κ1、真空开关Κ2、真空开关Κ3,真空 开关组Β13包括真空开关Ml、真空开关M2、真空开关M3,晶闸管Α1的阳极连接真空开关Κ1， 晶闸管A3的阳极连接真空开关K2,晶闸管A5的阳极连接真空开关K3,晶闸管B3的阴极连 接真空开关M1，晶闸管B5的阴极连接真空开关M2,晶闸管B7的阴极连接真空开关M3,真空 开关K1连接真空开关Ml、电压互感器C7的初级线圈的一端，真空开关K2分别连接真空开 关M2、电压互感器C7的初级线圈的另一端、电压互感器D8的初级线圈的一端，真空开关K3 连接真空开关M3、电压互感器D8的初级线圈的另一端，高压开关组15包括高压开关Q1、高 压开关Q2、商压开关Q3,商压开关Q1连接真空开关K1，商压开关Q2连接真空开关K2,商压 开关Q3连接真空开关K3。
[0022] 本实施例的信号处理器用于监控电流互感器G、电流互感器H、电压互感器E、电压 互感器C、电压互感器D、温度传感器N2的数值，提供保护功能，高压开关Q1、高压开关Q2、 高压开关Q3均通入3000V到10000V高压，按下真空开关K1、真空开关K2、真空开关K3， 电流开始向脉冲数字触发板充电储能，延时几秒后触发板开始工作，晶闸管电路11开始工 作，通过光电电路中光的变化，使光敏材料的电阻值发生变化，从而改变振荡电路触发脉冲 时刻，也就改变了晶闸管触发移相角，使晶闸管输出电压发生变化。然后固态光电软起动器 输入给启动电动机M14的相电压按设定的曲线增加，当电流互感器G10、电流互感器H9检测 到电流下降后，则触发板快速使晶闸管电路完全处于导通状态，此时启动电动机M14处于 全压工作状态，此时真空开关Ml、真空开关M2、真空开关M3连通，傍路掉晶闸管电路的工作 电流，同时供触发板停止充电。此时真空开关K1、真空开关K2、真空开关K3断开，电动机完 成起动，温度传感器检测晶闸管的工作温度，如果发现晶闸管的温度超过设定值时，则跳闸 保护，运行很可靠、非常安全。
[0023] 此外，本实用新型晶闸管电路设有包括晶闸管A1、晶闸管A2、晶闸管A3、晶闸管 A4、晶闸管A5、晶闸管A6、晶闸管B7、晶闸管B8、晶闸管B3、晶闸管M、晶闸管B5、晶闸管B6， 这些晶闸管进行串并联而达到分压的目的是电动机过大，需要大电流，又可把这些晶闸管 并联达到分流的目的，这样就组成了大功率组件，使得这些晶闸管的触发脉冲保证同一性， 保证每路中的几个晶闸管同时导通和关断，同时根据晶闸管的功率特征每组晶闸管的二端 并联RC保护电路，可限制瞬态电压和稳态电压分配不均的程度，保证各晶闸管在瞬态和稳 态时均压导通和阻断，不会因不同步而使电压、电流加在某一个晶闸管上而造成烧坏，运行 可靠、安全。
[0024] 本实用新型还设有电流互感器G、电流互感器H、电压互感器E检测电动机电压、电 流，起过压保护和过流保护作用，如果电动机匝间、相间或线路间发生短路或是电流超过设 定值，控制器发出信号，并跳闸，运行可靠、安全；本实用新型电路结构简单，体积小，因此运 输方便、安装方便、维护方便；在起动或运行过程中，利用温度传感器检测晶闸管的工作温 度，如果发现晶闸管的温度超过设定值时，控制器发出封锁信号事情，并跳闸保护，运行很 可靠、非常安全。
[0025] 以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行 业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述 的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还 会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内，例如，本实用 新型的RC保护电路还可以若干个，本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等 效物界定。
【权利要求】
1. 一种固态光电软起动器，其特征在于，包括晶闸管电路（11)、高压开关组（15)、真空 开关组A (12)、真空开关组B (13)、温度传感器N (2)、触发板（4)、信号处理器（1)、电压互 感器C (7)、电压互感器D (8)、电压互感器E (6)、电流互感器G (10)、电流互感器Η (9)、 电动机Μ (14); 所述电压互感器C (7)与电压互感器D (8)串联连接，所述真空开关组A (12)分别连 接高压开关组（15)、真空开关组B (13)、晶闸管电路（11)、电压互感器C (7)的初级线圈、电 压互感器D (8)的初级线圈；所述晶闸管电路（11)分别连接触发板（4)、电流互感器G (10) 的初级线圈、电流互感器Η (9)的初级线圈、电压互感器E (6)的初级线圈、电动机Μ (14)， 所述真空开关组Β (13)连接电动机Μ (14); 所述电压互感器C (7)的次级线圈、电压互感器D (8)的次级线圈、电压互感器Ε (6) 的次级线圈、电流互感器G (10)的次级线圈、电流互感器Η (9)的次级线圈、温度传感器Ν (2 )均连接信号处理器（1 )，所述触发板（4 )通过光纤连接信号处理器（1 )，所述高压开关组 (15)分别连接电压互感器C (7)的初级线圈、电压互感器D (8)的初级线圈。
2. 根据权利要求1所述一种固态光电软起动器，其特征在于，还包括若干个RC保护电 路，所述RC保护电路包括电阻R、电容Ca，所述电阻R、电容Ca相串联，所述RC保护电路连 接晶闸管电路（11)。
3. 根据权利要求2所述一种固态光电软起动器，其特征在于，包括六个RC保护电路，所 述晶闸管电路（11)包括晶闸管A1、晶闸管A2、晶闸管A3、晶闸管A4、晶闸管A5、晶闸管A6、 晶闸管B7、晶闸管B8、晶闸管B3、晶闸管M、晶闸管B5、晶闸管B6,所述晶闸管A1的控制极、 晶闸管A2的控制极、晶闸管A3的控制极、晶闸管A4的控制极、晶闸管A5的控制极、晶闸管 A6的控制极、晶闸管B7的控制极、晶闸管B8的控制极、晶闸管B3的控制极、晶闸管Μ的控 制极、晶闸管Β5的控制极、晶闸管Β6的控制极均连接触发板（4)，所述晶闸管Α1的阳极连 接晶闸管Α2的阴极，所述晶闸管Α1的阴极连接晶闸管Α2的阳极，所述晶闸管Β3的阳极连 接晶闸管Μ的阴极，所述晶闸管Β3的阴极连接晶闸管Μ的阳极，所述晶闸管Α1的阴极连 接晶闸管Β3的阳极，所述晶闸管Β3的阴极分别连接电流互感器G的初级线圈（10)、真空开 关组Β (13)、电动机Μ (14)，所述晶闸管A3的阳极连接晶闸管Α4的阴极，晶闸管A3的阴 极连接晶闸管Α4的阳极，所述晶闸管Β5的阳极连接晶闸管Β6的阴极，所述晶闸管Β5的阴 极连接晶闸管Β6的阳极，所述晶闸管A3的阴极连接晶闸管Β5的阳极，所述晶闸管Β5的阴 极分别连接电流互感器G (10)的初级线圈、真空开关组Β (13)、电动机Μ (14)、电压互感 器Ε (6)的初级线圈的一端，所述晶闸管Α5的阳极连接晶闸管Α6的阴极，晶闸管Α5的阴 极连接晶闸管Α6的阳极，所述晶闸管Β7的阳极连接晶闸管Β8的阴极，所述晶闸管Β8的阴 极连接晶闸管Β7的阳极，所述晶闸管Α5的阴极连接晶闸管Β7的阳极，所述晶闸管Β7的阴 极分别连接电压互感器Ε (6)的初级线圈的另一端、真空开关组Β (13)、电动机Μ (14)，所 述晶闸管Α1的阳极、晶闸管A3的阳极、晶闸管Α5的阳极均连接真空开关组Α(12)，所述晶 闸管Α1的阳极和阴极之间连接RC保护电路，所述晶闸管A3的阳极和阴极之间连接RC保 护电路，所述晶闸管Α5的阳极和阴极之间连接RC保护电路，所述晶闸管Β3的阳极和阴极 之间连接RC保护电路，所述晶闸管Β5的阳极和阴极之间连接RC保护电路，所述晶闸管Β7 的阳极和阴极之间连接RC保护电路。
4. 根据权利要求3所述一种固态光电软起动器，其特征在于，所述真空开关组A (12) 包括真空开关K1、真空开关K2、真空开关K3,所述真空开关组B (13)包括真空开关Ml、真 空开关M2、真空开关M3,所述晶闸管A1的阳极连接真空开关K1，所述晶闸管A3的阳极连接 真空开关K2,所述晶闸管A5的阳极连接真空开关K3,所述晶闸管B3的阴极连接真空开关 Ml，所述晶闸管B5的阴极连接真空开关M2,所述晶闸管B7的阴极连接真空开关M3,所述真 空开关K1连接真空开关Ml、电压互感器C (7)的初级线圈的一端，所述真空开关K2分别连 接真空开关M2、电压互感器C (7)的初级线圈的另一端、电压互感器D (8)的初级线圈的一 端，真空开关K3连接真空开关M3、电压互感器D (8)的初级线圈的另一端。
5.根据权利要求4所述一种固态光电软起动器，其特征在于，所述高压开关组（15)包 括高压开关Q1、高压开关Q2、高压开关Q3,所述高压开关Q1连接真空开关K1，所述高压开 关Q2连接真空开关K2,所述尚压开关Q3连接真空开关K3。
【文档编号】H02P1/26GK203840243SQ201420264172
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年5月22日 优先权日:2014年5月22日
【发明者】冯富忠, 阙存峰 申请人:湖北鑫达电气有限公司