一种异步电动机低频重载软启动装置的制作方法

本实用新型涉及电动机软启动装置，具体涉及一种异步电动机低频重载软启动装置。

背景技术：
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电动机作为实现电能与机械能相互转化的基本装置，在工业中有着相当广泛的应用，特别是异步电动机，其中对于容量比较大的电动机来说，其启动方法主要包括直接启动、降压启动和变频启动三种方式：

对于直接启动方式，会产生很大的启动电流冲击，在电动机空载启动状态下，启动电流可以达到电动机额定电流的6倍左右，在电动机带负载启动状态下，启动电流可以达到电动机额定电流的10倍左右，过大的启动电流，会对电动机本身以及电动机所在电网造成很大的冲击，不仅会使电动机绕组剧烈发热，降低绕组的绝缘性，影响电动机的使用寿命，而且可能产生较大的电网压降，影响并联在电网上其他用电设备的正常运行。

对于降压启动方式，由于启动初期电动机所加电压低，因此使电动机的启动转矩变小，从而导致电动机启动过程中不能带重载启动。

对于变频器启动方式，不仅控制方式复杂，可靠性低，而且变频器价格昂贵，设备成本高。

针对上述问题，研究开发了一种电动机重载软启动方式，不仅不会产生很大的启动电流冲击，而且启动转矩大，控制方式简单，可靠性高，设备成本低。

技术实现要素：
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针对以上缺点和不足，本实用新型设计了一种异步电动机低频重载软启动装置，通过改变电动机的端电压和频率，使电动机具有更小的启动电流和更大的启动转矩，使本实用新型低频重载软启动装置同时具有启动电流小，启动转矩大，同时控制方式简单，可靠性高，设备成本低的技术优势。

本实用新型采用的技术方案在于：

一种异步电动机低频重载软启动装置，包括：三相反并联晶闸管阀组、晶闸管阀组触发电路、光纤隔离、控制器、触摸屏、电压互感器、电流互感器、第一接触器KM1、第二接触器KM2和滤波器，所述三相反并联晶闸管阀组与第一接触器KM1串联后，再与第二接触器KM2并联，形成的并联电路一端连接控制电机M，另一端连接电流互感器；所述电压互感器和电流互感器分别用于测量电压和电流，并将测量结果输入到控制器的输入端；所述控制器、光纤隔离、晶闸管阀组触发电路和三相反并联晶闸管阀组依次连接；控制器的一个输出端连接滤波器，一个输入输出端连接触摸屏。

优选地，所述晶闸管阀组触发电路使用光控晶闸管触发方式，光纤接收部分与限流电阻Rc连接后与击穿二极管BOD(Break Over Diode)并联，击穿二极管BOD与晶闸管的阳极A和门极(控制端)G并联，晶闸管的门极(控制端)G与阴极K和电阻Rn并联，电阻Rs和电容Cs串联后与电阻Rb并联，形成的并联电路与晶闸管的阳极A和阴极K并联。

优选地，所述滤波器为LC串联滤波。

优选地，所述控制器为PLC控制器。

有益效果：

第一、由于本实用新型采用了三相反并联晶闸管阀组与第一接触器KM1串联后，再与第二接触器KM2并联，形成的并联电路一端连接控制电机M，另一端连接电流互感器；所述电压互感器和电流互感器分别用于测量电压和电流，并将测量结果输入到控制器的输入端；所述控制器、光纤隔离、晶闸管阀组触发电路和三相反并联晶闸管阀组依次连接；控制器的一个输出端连接滤波器，一个输入输出端连接触摸屏的结构。能够在降低电压的同时也降低电压的频率，达到了限制电动机的启动电流的同时增大了电动机的启动转矩，满足了电动机的重载启动需求，并保持了电网的稳定性。

第二、本实用新型装置与变频器相比，价格经济实惠，结构简单。

第三、本实用新型加入了滤波器，通过调节滤波器中L和C的值，有效的消除电网中的谐波。更加利于电动机的运行。

附图说明：

图1为本实用新型的电路连接图；

图2为光控晶闸管触发方式电路连接图；

图3为三相反并联晶闸管阀组基本结构图；

图中：1电流互感器、2电压互感器、3三相反并联晶闸管阀组、4晶闸管阀组触发电路、5光纤隔离、6控制器、7触摸屏、8滤波器、9光纤接收器。

具体实施方式：

实施例一：

如图1所示，一种异步电动机低频重载软启动装置，包括：三相反并联晶闸管阀组3、晶闸管阀组触发电路4、光纤隔离5、控制器6、触摸屏7、电压互感器2、电流互感器1、第一接触器KM1、第二接触器KM2和滤波器8，所述三相反并联晶闸管阀组3与第一接触器KM1串联后，再与第二接触器KM2并联，形成的并联电路一端连接控制电机M，另一端连接电流互感器1；所述电压互感器2和电流互感器1分别用于测量电压和电流，并将测量结果输入到控制器6的输入端，所述控制器6为PLC控制器；所述控制器6、光纤隔离5、晶闸管阀组触发电路4和三相反并联晶闸管阀组3依次连接；控制器的一个输出端连接滤波器8，一个输入输出端连接触摸屏7，所述滤波器8为LC串联滤波器，LC串联滤波器通过调节电感L和电容C的参数值来消除电网中的主要谐波，使电动机更好的运行，具有结构简单、成本低廉、运行可靠性较高、运行费用较低等优点。

为在限制启动电流的同时提高启动转矩，则必须在降压的同时降低启动电压的频率。由于晶闸管构成的软启动器的结构相对特殊，其不具有变频器的整流和逆变部分，所以采用离散变频技术，离散频率的选取原则是在提供足够大的启动转矩和相对小的启动电流的同时使离散变频的时间变短，通过对离散频率的相序和选取进行了具体分析，为系统选取了十六分频作为最高的离散频率，四分频为最低的频率。

如图3所示，a、b、c为电网电压的输入端，A、B、C三相为晶闸管调压电路的输出端，M为软启动控制所控制的异步电动机，V_T1、V_T2、V_T3、V_T4、V_T5、V_T6为晶闸管。

实施例二

如图2所示，与实施例一不同之处在于，所述晶闸管阀组触发电路4采用光控晶闸管触发方式，采用光控式晶闸管触发方式，可替代光纤部分而不需要改变其他结构，具有结构简单操作方便的特点。所述光控晶闸管触发连接方式为：光纤接收部分与限流电阻Rc串联后与击穿二极管BOD(Break Over Diode)并联，BOD与晶闸管的阳极A和门极(控制端)G并联，晶闸管的门极(控制端)G与阴极K和电阻Rn并联，电阻Rs和电容Cs串联后与电阻Rb并联，形成的并联电路与晶闸管的阳极A和阴极K并联。

其中光纤接收部分与光纤接收器的9输出端和电阻R1连接后与晶闸管的阳极A和门极(控制端)G并联，电阻R2和晶闸管的阴极K连接，晶闸管的阳极A和限流电阻Rc连接，限流电阻和晶闸管的阳极A连接后与光纤接收器9的输入端连接。

工作过程：

电源线与隔离开关QS连接，隔离开关QS与断路器QF连接，断路器QF与熔断器FU连接，熔断器FU连接电流互感器1。第一接触器KM1与电机连接，在电动机需要进行软启动时,先手动闭合隔离开关QS、断路器QF，给装置中的控制器6等电器上电。通过与触摸屏7连接的控制器6去控制与三相反并联晶闸管阀组3串联的第一接触器KM1吸合,同时控制器6通过检测到的三相电压的过零信号作为给定触发角的基准来触发晶闸管，按照程序预定的方式来控制启动过程中电动机所获得的电压和频率的大小。在启动时，使电动机所加电压降低的同时也改变频率。达到了有效限制启动电流的同时，提高了电动机启动时的转矩。当启动时间或者晶闸管的触发角小于或者等于程序设置的阀值时，输出控制信号使第二接触器KM2吸合并且使第一接触器KM1断开，电动机便可以并网运行。

在闭合第一接触器KM1时，同时控制器6会根据接收到的电压电流信号调节滤波器8中电感L和电容C的参数值来消除电网中的主要谐波，使电动机更好的运行。在启动结束后仍然通过控制器6来调节滤波器8的相关参数值来消除电网中的有害谐波，在运行过程中通过对电流和电压进行采样并进行相关计算，就可以在运行过程中实现对电动机的保护。