一种高压液体水电阻软起动柜水阻温度闭环控制仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种高压液体水电阻软起动柜水阻温度闭环控制仪，包括控制器和与控制器相连接的键盘、拖动电机，以及与拖动电机输出端相连接的皮带、与皮带相连接的固定件和传动丝杠、固定在固定件上的拉线位移传感器、与拉线位移传感器通过钢丝相连的活动件，其特征在于:控制器与拖动电机之间设置有变频器，变频器的输出端与拖动电机相连接，拖动电机通过拖动机构与动极板相连，动极板与用于采集动极板与控制器之间的电流的电流互感器相连接，电流互感器的输出端与控制器相连接。本实用新型具有操作简便、稳定性好、可靠性强、控制精确、性能优越、经济安全等特点，有效解决了现有技术的不足。
【专利说明】—种高压液体水电阻软起动柜水阻温度闭环控制仪
【技术领域】
[0001]本实用新型属于一种软起动领域，具体涉及一种高压液体水电阻软起动柜水阻温度闭环控制仪。
【背景技术】
[0002]水阻起动柜是近年来运用比较广泛的电机起动设备。水阻，也就是液体电阻(在水中添加电解粉构成水电阻)，顾名思义就是在电机定子回路(鼠笼型电机)或转子回路(绕线式电机)中串入液态电阻，电机在起动过程中液态电阻阻值在预定的时间内自动无级减小，直至阻值接近为零，将液阻自动切除，电机投入正常运行，每小时最多可以启动2-3次。
[0003]水阻柜运行过程:高压开关柜合闸的同时，水阻柜接收到高压开关柜的合闸信号，水阻柜动极板自上而下开始运行，在设定的时间内动极板运动过程中电阻值逐渐下降，当电阻接近于零时，通过一个限位开关，使水阻柜内的真空接触器吸合，将水电阻短接掉，电机启动完成，经过延时几秒后，动极板自动复位至原始状态，等待一下次启动。如水阻柜在预定的时间内起动没有完成就会发出一个故障报警信号，自动切断开关柜，确保电机不开路。
[0004]目前水电阻软起动主要是通过PLC控制电机起动，这种起动控制方式不能精确控制活动导电极板位置，通过几个限位开关确定极板位置；没有人机界面，现场电机起动时不能设定起动参数，电机起动、运行实时数据无法监测；因用到的中间继电器和限位开关多，线路复杂成本相对高，并且检修维护不方便；不具备电机保护功能；由于通过检测限位开关起动电机，没有电流和温度采集反馈功能，电机起动时不能使极板移动到最佳起动位置，起动效率和成功率低。同时，水阻的效率低，只能做软启动。如果作为调速，必须将水阻柜箱体(液体电阻部分)长期带电，一旦出现箱体漏液或者液体电阻减少或者干枯，必出现生产事故或者安全事故。并且由于箱体液体电阻长期带电，发热严重，要有外围散热设备才能维持运行。所以相对人力维护成本也会增加。
实用新型内容
[0005]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种高压液体水电阻软起动柜水阻温度闭环控制仪。其基于变频器采用“定子串水阻”模式的变频改造，并通过在柜内增加极板升降电机，匀速的改变输入输出极板之间的距离，改变电阻值的大小，逐步改变机端电压，使之达到软起动的目的。本实用新型具有操作简便、稳定性好、可靠性强、控制精确、性能优越、经济安全等特点，有效解决了现有技术的不足。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种高压液体水电阻软起动柜水阻温度闭环控制仪，包括控制器和与控制器相连接的键盘、拖动电机，以及与拖动电机输出端相连接的皮带、与皮带相连接的固定件和传动丝杠、固定在固定件上的拉线位移传感器、与拉线位移传感器通过钢丝相连的活动件，其特征在于:所述控制器与拖动电机之间设置有变频器，所述变频器的输出端与拖动电机相连接，所述拖动电机通过拖动机构与动极板相连，所述动极板与用于采集动极板与控制器之间的电流的电流互感器相连接，所述电流互感器的输出端与控制器相连接。
[0007]上述的一种高压液体水电阻软起动柜水阻温度闭环控制仪，其特征是:所述动极板与设置在水阻柜底部的静极板平行
[0008]上述的一种高压液体水电阻软起动柜水阻温度闭环控制仪，其特征是:所述水阻柜的水箱液体内设置有温度传感器，所述温度传感器安装在所述水阻箱中的玻璃管中，所述温度传感器与所述控制装置电连接。
[0009]上述的一种高压液体水电阻软起动柜水阻温度闭环控制仪，其特征是:所述控制器为ARM微处理器。
[0010]上述的一种高压液体水电阻软起动柜水阻温度闭环控制仪，其特征是:所述拖动电机型号为YKKP630-6W。
[0011]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
[0012]1、本实用新型采用了基于变频器的“定子串水阻”模式的变频改造，即电机属于鼠笼型电机，即转子回路在电机内部已短接，此时通过改变起动过程中定子回路的电阻值来逐步实现软启动。同时，通过柜内增加极板升降电机，匀速的改变输入输出极板之间的距离，改变电阻值的大小，逐步改变机端电压，使之达到软起动的目的。
[0013]2、本实用新型不管水阻温度如何变化，通过动极板和静极板二端施加电压和线路上反馈回来的电流，经过中央处理器，利用电流闭环的控制技术，精确定位水箱内的动极板的位置，保证了水阻柜起动时水阻初始电阻值不变，从而保证了起动的稳定性和可靠性。相对于第一代用限位开关，初略地区分温度的温度闭环控制，此控制仪控制更精确，性能更稳定。
[0014]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型的控制仪整体电气结构框图；
[0016]图2为本实用新型的控制仪整体电气结构示意图；
[0017]图3为本实用新型的控制仪定子串水阻一次接线图原理图。
[0018]附图标记说明:
[0019]1-控制器；2_变频器；3_拖动电机；4_电流互感器；
[0020]5-静极板；6_动极板；7_键盘。
【具体实施方式】
[0021]如图1所示，一种高压液体水电阻软起动柜水阻温度闭环控制仪，包括控制器I和与控制器I相连接的键盘7、拖动电机3，以及与拖动电机3输出端相连接的皮带、与皮带相连接的固定件和传动丝杠、固定在固定件上的拉线位移传感器、与拉线位移传感器通过钢丝相连的活动件，其特征在于:所述控制器I与拖动电机3之间设置有变频器2，所述变频器2的输出端与拖动电机3相连接，所述拖动电机3通过拖动机构与动极板6相连，所述动极板6与用于采集动极板6与控制器I之间的电流的电流互感器4相连接，所述电流互感器4的输出端与控制器I相连接。
[0022]本实施例中，所述动极板6与设置在水阻柜水箱底部的静极板5平行
[0023]本实施例中，所述水阻柜的水箱液体内设置有温度传感器，所述温度传感器安装在所述水阻箱中的玻璃管中，所述温度传感器与所述控制装置电连接。
[0024]本实施例中，所述控制器I为ARM微处理器。
[0025]本实施例中，所述拖动电机3型号为YKKP630-6W。
[0026]根据现代电机拖动理论，在电动机的定子回路中串入分压和限流的特种介质一液体电阻，在电机起动过程中，控制极板在动、静极板之间移动，使液阻阻值在设定的时间内自动实现由大到小的无极变化，从而使加在电机上的端电压逐步升高，起动转矩逐步增大，当电机转速接近额定转速时，切除液阻自动投入接触器全压运行，实现电机的低电流平稳软起动。
[0027]—般情况下，待水阻柜被调试完后，每个极板都浸泡在水中，水中加入了根据计算的电解粉。起动前，上极板在最上面，起动时，上极板在升降电机的带动下，逐步下移，(有的设置是下移几秒，停几秒，继续下移，重复)则两极板之间的距离减小，相应的两极板之间的电阻值减小，则电机端的电压逐步由低到高，当上极板移动到最下限位时，短接真空接触器。与此同时，上极板开始往上回升，升到最上限位时，起动完成。此种方式的水阻，电机连续启动时，启动特性差别不会很大。
[0028]现场参照的实际数据及控制逻辑如下:
[0029](I) 一般水阻启动时，起动电流倍数在2-3.5倍之间，网侧压降都能满足上一级变压器的容量要求；
[0030](2)根据电机大小，起动时间一般设置为20-40秒，时间一般都可调，一般超过40秒，则开关柜会有反时限保护；
[0031](3) “水阻起动信号”。水阻柜起动信号，取的是对应的开关起动柜的“断路器合闸状态”，也就是说，当开关柜的断路器合闸以后，水阻柜的控制器接收到信号后，就开始起动，如极板开始下移；
[0032](4)当开关柜的断路器分闸以后，水阻柜的控制器接收到信号后，就将短接接触器分断；
[0033](5)水阻柜接触器动作的条件是高压断路器QF合闸(取自QF常开点)。
[0034]本实施例的水阻柜只有一个接触器KM，接触器为机械保持式，其二次原理更改有以下几部分。
[0035]第一部分程序更改了逻辑，并引出线接到KM的分、合闸线圈。水阻柜接触器KM控制方案如下:
[0036]在工频模式下，KM仍由水阻柜本身的逻辑来控制实现软起。
[0037]在变频模式下，当高压启动柜断路器QF合闸时，KM就会合闸；当高压启动柜断路器QF分闸时，KM就会分闸。
[0038]第二部分是水阻柜起动信号。增加变频器“工频信号”串入起动回路。
[0039]第三部分是开关柜允许合闸信号。将变频器“高压合闸允许K6”串入高压开关柜QF允许合闸回路，其中从控制器发出的“高压合闸允许K6”串入了 “变频状态”信号。
[0040]在水阻柜中当控制器I通过电流传感器4检测到起动电流小于设定起动电流，控制器I发出极板下降信号给极板拖动电机3。这时串入回路的液体电阻值最大，电机获得最大起动转矩及最小起动电流。如图2所示,极板拖动电机带动皮带传动,驱动丝杠旋转，丝杠旋转带动活动件向下移动，动活件连接的运动导电极板跟随移动；当控制器I检测到起动电流大于设定起动电流，极板极板停止移动，等待电流下降。因拉线位移传感器上钢丝一端固定在活动件上，当活动件向下移动时同时钢丝逐渐拉长，钢丝拉伸距离长短反映活动导电极板移动的距离，拉线位移传感器作用就是将钢丝拉伸距离变为电信号，输送到控制器I中，ARM控制器I将其转化为数字值，准确显示、控制运动导电极板移动的距离与方向。极板继续向减小液阻方向移动，并使电动机均匀加速至额定转速，当控制装置检测到起动电流等于额定电流时，ARM控制器I发出旁路接触器合闸信号，接触器QF自动投入，完成起动过程，转入运行状态。起动中起动平稳，电网压降小从而达到恒电流起动的目的。
[0041]采用工频模式运行时，首先QS43/QS44隔离开关合闸，DCS启动QF合闸，水阻柜接收到QF合闸信号及工频状态信号后，水阻柜运行，此时水阻柜极板自上而下运行，通过水阻柜实现软起，当极板运行至底部的时候，有个限位开关，通过连锁，给水阻柜接触器KM —个信号，使水阻柜内的真空接触器KM吸合，将水电阻短接掉并保持，电机启动完成,经过延时几秒后，动极板自动复位至原始状态，等待一下次启动。
[0042]采用变频模式运行时，首先QS41/QS42隔离开关合闸，DCS启动QF合闸，(水阻柜启动信号串入工频状态，此时启动不了，也无高压输入QS43断开的)，高压电进入变频器，通过DSC远程启动/停止/调节变频输出。
[0043]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
【权利要求】
1.一种高压液体水电阻软起动柜水阻温度闭环控制仪，包括控制器(I)和与控制器(I)相连接的键盘(7 )、拖动电机(3 )，以及与拖动电机(3 )输出端相连接的皮带、与皮带相连接的固定件和传动丝杠、固定在固定件上的拉线位移传感器、与拉线位移传感器通过钢丝相连的活动件，其特征在于:所述控制器(I)与拖动电机(3)之间设置有变频器(2)，所述变频器(2 )的输出端与拖动电机(3 )相连接，所述拖动电机(3 )通过拖动机构与动极板(6 )相连，所述动极板(6 )与用于采集动极板(6 )与控制器(I)之间的电流的电流互感器(4 )相连接，所述电流互感器(4 )的输出端与控制器(I)相连接。
2.根据权利要求书I所述的一种高压液体水电阻软起动柜水阻温度闭环控制仪，其特征是:所述动极板(6)与设置在水阻柜水箱底部的静极板(5)平行。
3.根据权利要求书I或2所述的一种高压液体水电阻软起动柜水阻温度闭环控制仪，其特征是:所述水阻柜的水箱液体内设置有温度传感器，所述温度传感器安装在所述水阻箱中的玻璃管中，所述温度传感器与所述控制装置电连接。
4.根据权利要求书I所述的一种高压液体水电阻软起动柜水阻温度闭环控制仪，其特征是:所述控制器(I)为ARM微处理器。
5.根据权利要求书I所述的一种高压液体水电阻软起动柜水阻温度闭环控制仪，其特征是:所述拖动电机(3)型号为YKKP630-6W。
【文档编号】H02P1/36GK203840239SQ201420270141
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年5月26日 优先权日:2014年5月26日
【发明者】冯富忠, 阙存峰 申请人:湖北鑫达电气有限公司