专利名称：一种低熔点金属液体变阻器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种变阻器，特别涉及一种利用低熔点金属的导电性制成的液体变阻器，可应用于交流电动机的软启动。
背景技术：
交流电动机由于其具有结构简单、运行可靠、维护方便、价格低廉的特点，而广泛作为电力拖动生产机械的动力，在各种行业有大量的应用。电动机在恒压下直接起动，其起动电流约为额定电流的6-12倍，其转速要在很短时间内从零升至额定转速，会在起动过程中产生冲击，很容易使电力拖动对象的传动机构等造成严重磨损甚至损坏。特别是高压电动机在起动瞬间大电流的冲击下，将引起电网电压降低，影响到电网内其它设备的正常运行。液体变阻器是目前应用最广泛的交流电动机软启动的方法。液体变阻器以化学盐溶液(如碳酸钠或氯化钠的水溶液)为导电介质，将液体电阻串入电动机的转子回路，通过伺服电动机改变极板间距，从而改变液体电阻的大小，达到无级连续调整电动机起动转矩和启动电流的目的。液体变阻器具有结构简单、无级变电阻的特点，但液体变阻器使用的是碳酸钠或氯化钠的水溶液，一方面由于盐溶液具有较强的腐蚀性，常出现行程开关外壳锈蚀和导电接点接触不良等故障；另一方面，盐溶液在高温下易沸腾蒸发，因此需增加盐溶液的量来增加热容量，造成设备体积庞大；且盐溶液在常温下易挥发，需要不断补充，增加操作复杂性。为此，本发明提出一种低熔点金属液体变阻器，以低熔点金属为工作介质，利用其导电性使电阻无级变化，实现交流电动机的软启动。其典型优点如下:(1)导电性好。低熔点金属具有远高于化学盐溶液的导电性，因此低熔点金属用量少，系统体积小重量轻；(2)耐高温。低熔点金属沸点高达2000°C，性质稳定，不易挥发，系统更加安全可靠；(3)热导率高。低熔点金属具有远高于水的热导率，因而能将电阻发热量及时散发；(4)无毒，物化性质稳定。低熔点金属不易挥发，不需定时补充液体，且低熔点金属不易锈蚀电极，运行更加稳定。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低熔点金属液体变阻器，该变阻器以低熔点金属为工作介质，利用其导电性使电阻无级变化，实现交流电动机的软启动。本发明的技术方案如下:
本发明提供的低熔点金属液体变阻器，如图1所示，其组成如下:
一壳体I ;
一静电极板2,所述静电极板2固定于所述壳体I中；
一动电极板3,所述动电极板3与所述静电极板2相对布置；
一低熔点金属4,所述低熔点金属4填充于所述壳体I中；一丝杆5，所述丝杆5与所述动电极板3相连。所述壳体I材质可为金属，塑料或陶瓷；所述金属为不锈钢或铜；所述塑料为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯或聚碳酸酯；所述陶瓷为氧化铝陶瓷。所述静电极板2及所述动电极板3材质为金属、导电陶瓷或石墨。所述低熔点金属3为熔点在50° C以下的镓、镓基二元合金、镓基多元合金、铟基合金，或秘基合金。所述镓基二元合金为镓铟合金、镓铅合金或镓汞合金。所述镓基多元合金为镓铟锡合金或镓铟锡锌合金。所述丝杆5与所述动电极板3相连，以驱动所述动电极板3在壳体中上下运动，进而改变所述静电极板2与所述动电极板3间的距离。在实际运行中，本发明提供的低熔点金属液体变阻器，电动机起动时将低熔点金属液体变阻器以最大的电阻值串接在转子回路中，保证电动机以较小的起动电流和较大的力矩开始起动，随着电极的移动，两个电极间的距离连续变小，可以在电极间得到连续变化的电阻值。当两个电极间的距离为零时，低熔点金属液体变阻器对外的电阻值就等于零，启动过程结束，电动机运行在固有特性曲线上。本发明的低熔点金属液体变阻器，其优点在于:
(O导电性好。低熔点金属具有远高于化学盐溶液的导电性，因此低熔点金属用量少，系统体积小重量轻。(2)耐高温。低熔点金属沸点高达2000°C，性质稳定，不易挥发，系统更加安全可
O(3)热导率高。低熔点金属具有远高于水的热导率，因而能将电阻发热量及时散发。(4)无毒，物化性质稳定。低熔点金属不易挥发，因而不需定时补充液体，且低熔点金属不易锈蚀电极，运行更加稳定。本发明可广泛应用于各种高压大功率电动机的软启动应用领域。
图1为实施例1中电动机开始启动时低熔点金属液体变阻器的结构示意 图2为实施例1中电动机启动结束时低熔点金属液体变阻器的结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图及具体实施例进一步描述本发明。实施例1
实施例1展示了本发明的低熔点金属液体变阻器一种典型应用。图1为电动机开始启动时低熔点金属液体变阻器的结构示意图；图2为电动机启动结束时低熔点金属液体变阻器的结构示意图。如图1和图 2所示，本实施例的低熔点金属液体变阻器由壳体1、静电极板2、动电极板3、低熔点金属4，以及丝杆5组成。所述壳体I材质为不锈钢；所述静电极板2固定于所述壳体I中,材质为铜；
所述动电极板3与所述静电极板2平行相对，材质为铜；
所述低熔点金属4填充于所述壳体I中，低熔点金属4为镓铟锡铋锌锡合金；
所述丝杆5与所述动电极板3相连，以驱动所述动电极板3在壳体中上下运动，进而改变所述静电极板2与所述动电极板3间的距离。采用不同的电极截面及不同的电极的初始距离，可以得到不同的变阻器最大电阻值。本实施例中，所述静电极板2与所述动电极板3的电极截面积为1cm2，距离为1.2m。低熔点金属4的电导率为1.2*104 S/m。根据电阻计算公式可知，本实施例中的低熔点金属液体变阻器，其最大电阻值为:
权利要求
1.一种低熔点金属液体变阻器，其特征在于，其组成如下: 一壳体I ; 一静电极板2,所述静电极板2固定于所述壳体I中； 一动电极板3,所述动电极板3与所述静电极板2相对布置； 一低熔点金属4,所述低熔点金属4填充于所述壳体I中； 一丝杆5，所述丝杆5与所述动电极板3相连。
2.按权利要求1所述的低熔点金属液体变阻器，其特征在于，所述壳体I材质可为金属、塑料或陶瓷。
3.按权利要求2所述的低熔点金属液体变阻器，其特征在于，所述金属为不锈钢或铜；所述塑料为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯或聚碳酸酯；所述陶瓷为氧化铝陶瓷。
4.按权利要求1所述的低熔点金属液体变阻器，其特征在于，所述静电极板2及所述动电极板3材质为金属、导电陶瓷或石墨。
5.按权利要求1所述的低熔点金属液体变阻器，其特征在于，所述低熔点金属3为熔点在50° C以下的镓、镓基二元合金、镓基多元合金、铟基合金，或铋基合金。
6.按权利要求5所述的低熔点金属液体变阻器，其特征在于，所述镓基二元合金为镓铟合金、镓铅合金或镓萊合金。
7.按权利要求5所述的低熔点金属液体变阻器，其特征在于，所述镓基多元合金为镓铟锡合金或镓铟锡锌铋合金。
8.按权利要求1所述的低熔点金属液体变阻器，其特征在于，所述丝杆5与所述动电极板3相连，以驱动所述动电极板3在壳体中上下运动，进而改变所述静电极板2与所述动电极板3间的距离。
全文摘要
本发明涉及的低熔点金属液体变阻器，其由壳体、静电极板、动电极板、低熔点金属及丝杆组成；壳体上固定静电极板，壳体中填充低熔点金属，动电极板与静电极板2成对布置，且动电极板与丝杆5相连。在丝杆的驱动下，动电极板在壳体中上下运动，以改变静电极板与动电极板间的距离，进而改变变阻器的电阻，达到调节启动电流，实现电动机软启动的目的。本发明充分利用了低熔点金属稳定无毒且导热导电性好的特性，使得变阻器系统更加安全稳定，且大大减小了系统的体积和重量。本发明涉及的低熔点金属液体变阻器可广泛应用于各种高低压大功率电动机的软启动应用领域。
文档编号H01C10/02GK103198911SQ20131015450
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月28日 优先权日2013年4月28日
发明者郭瑞, 考笑梅 申请人:北京依米康散热技术有限公司