专利名称：高压交流电动机电磁调压软起动装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电动机软起动技术领域，涉及一种用于高压交流电动机的电磁调压软起动装置，特别适用于电压等级10KV及以下、功率50000KW及以下的高压笼式异步电动机实现平滑软起动或软停车的控制。
背景技术：
目前，公知的高压交流电动机软起动有串电抗降压起动、磁控电抗降压起动、交流变频起动、液态电阻起动等方式。串电抗降压起动方式，起动电流大、不可调整、无法实现软停止功能；磁控电抗降压起动能调整起动电流，能实现软停止功能，但安装现场需要大容量电源，增加了工程投资，并给现场施工带来困难；交流变频起动是一种高效起动调速方式，起动性能好、调速范围大、节能效果佳，但价格昂贵，并且国产化率低，主要由国外生产并进口，技术复杂，要求相当高的维护水平，不适宜国内高压电动机机组起动；液态电阻起动可无级控制、起动性能好、价格低廉，但液阻箱容积大、占用场地大，且需定期补水，不适合易结冰或颠簸场合，制作、运输、安装困难，使用受到局限。
发明内容
本实用新型的目的就是针对上述不足之处而提供一种起动性能优良、性价比优势明显、无级易调控、运行可靠、占用场地小，制作、运输、安装、维护方便的一种电动机电磁调压软起动装置，特别是一种高压交流电动机电磁调压软起动装置，用于高压交流电动机，如电压等级10KV及以下、功率50000KW及以下的高压笼式异步电动机实现平滑软起动或软停车的控制。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种高压交流电动机电磁调压软起动装置，该装置由电磁调压器、数字式触发器、计算机模糊控制系统及键盘显示器等部件组成，电磁调压器包括高压交流工作绕组、低压控制绕组及晶闸管组件，其特征是电磁调压器的高压交流工作绕组与电动机绕组串联，低压控制绕组与晶闸管组件并联组成闭合回路，采用晶闸管相控方式控制低压控制绕组，从而控制高压交流工作绕组的输出电流，达到控制电动机的软起动或软停车的目的。
本实用新型技术解决方案中所述的电磁调压器，具有磁性调压器与电子调压器的双重特点，它是晶闸管控制和可调压变压器的结合，是利用现代电力电子技术控制触发三组独立的反并联晶闸管组件的延时导通电角度，来改变低压绕组的交流电压幅值，即改变交流电流的有效值，从而改变高压工作绕组的磁通量，即改变高压工作绕组的交流阻抗，使高压电源电压线性地分配在电磁调压器的高压工作绕组及电动机绕组上，从而达到恒流起动或者按一定斜率变化曲线起动或停车的目的。
本实用新型的有益效果是本装置的晶闸管工作在电磁调压器的低压侧，避免了晶闸管因耐压需要而串、并联后分流分压的困难，且电磁调压器的低压侧也不需另取低压电源，并使电动机的起动端电压从零线性上升到额定电压，达到恒流起动或者按一定斜率变化曲线起动或停车的目的。这样一是克服了晶闸管软起动装置在高压大电流的情况下，使用晶闸管串、并联的方式对元器件的特性要求很高，并且串、并联后均流均压较为困难，使晶闸管软起动受到一定局限性的问题，众所周知，国内生产的晶闸管，由于受技术及生产工艺的影响，高耐压的晶闸管做不出来，用在高压中又很难解决串、并联后分流分压的困难，如分压不均，则会造成管子逐一击穿，国外的产品价格又很高，所以晶闸管软起动装置的市场份额受到限制；二是克服了磁控电抗降压起动装置需要较大容量的直流励磁电源的问题。这不但增加了工程成本，也增加了自身的损耗，由于采用直流励磁绕组的电流大小来改变磁控电抗器的感抗值，所以发热相当严重，这就减少了电动机短时连续起动的次数，同时也制约了磁控电抗降压起动装置的发展。本实用新型正是克服了这两种起动设备的缺点而研制的一种新型的电磁调压软起动装置。
图1是本实用新型的输出电压和电流变化的波形示意图。
图2是本实用新型的电磁调压器及驱动装置系统示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型实例进一步详述如图1所示，高压笼式异步电动机电磁调压软起动装置在起动前，晶闸管处于关断状态，电磁调压器为空载，由于电磁调压器高压交流工作绕组的交流阻抗远大于电动机绕组的交流阻抗，此时高压电源电压大部分施加在电磁调压器的高压交流工作绕组側，电动机的端电压很小，在电动机起动时计算机模糊控制系统根据负载起动预设值，发出数字触发脉冲信号，控制晶闸管组件的延时电角度，由于控制了晶闸管的导通角，晶闸管未能全导通，所以在起动初始时，电压、电流波形呈非正弦波，有效值较小，从而控制了起动时电动机的起动电流，电动机在起动过程中，晶闸管组件随着转差率的变化而逐步增大导通角，直到晶闸管组件达到全导通状态，这时电磁调压器的低压控制绕组几乎短路，高压交流工作绕组的阻抗电压只剩下4-5％，此时高压电源电压大部分施加在电动机绕组上，使电动机起动到额定转速，完成起动的全过程。
如图2所示，一次回路电流通过高压真空开关(1)到电磁调压器(8)的高压交流工作绕组(5)。当按下键盘显示器(12)的起动按键时，电磁调压器(8)开始工作，起动相电压按设定曲线增加，当每相独立的反并联晶闸管组件(7)处于完全导通状态后，并联在晶闸管组件(7)两端的真空断路器(2)受计算机模糊控制系统(10)控制，吸合并旁路电磁调压器(8)，电动机起动完成。二次回路通过电压检测(3)及电流检测(4)，检测出的电流、电压信号进入计算机模糊控制系统(10)，计算机模糊控制系统(10)根据检测到的电流、电压信号进行逻辑运算，发出的信号经过数字触发器(9)，触发晶闸管组件(7)的导通角，调整低压控制绕组(6)的电压有效值，从而控制电动机(13)的端电压，实现电动机(13)的软起动或软停车。键盘显示器(12)控制整台装置的起停及显示各种可调参数。控制电源(11)给二次控制回路提供电源用。
权利要求一种高压交流电动机电磁调压软起动装置，该装置由电磁调压器(8)、数字式触发器(9)、计算机模糊控制系统(10)及键盘显示器(12)等部件组成，电磁调压器(8)包括低压控制绕组(6)、高压交流工作绕组(5)及晶闸管组件(7)，其特征是电磁调压器(8)的高压交流工作绕组(5)与电动机(13)绕组串联，低压控制绕组(6)与晶闸管组件(7)组成闭合回路，采用晶闸管相控方式控制低压控制绕组(6)，从而控制高压交流工作绕组(5)的输出电流，达到控制电动机(13)的软起动或软停车的目的。
专利摘要本实用新型属于一种高压交流电动机电磁调压软起动装置，主要是解决高压交流电动机的软起动问题。该装置由电磁调压器、数字式触发器、计算机模糊控制系统及键盘显示器等部件组成，电磁调压器包括高压交流工作绕组、低压控制绕组及晶闸管组件，它的主要特征是电磁调压器的高压交流工作绕组与电动机绕组串联，低压控制绕组与晶闸管组件并联组成闭合回路，采用晶闸管相控方式控制低压控制绕组，从而控制高压交流工作绕组的输出电流，达到控制电动机的软起动或软停车的目的。本装置特别适用于大功率电动机的软起动及软停车控制，具有起动性能好，可靠性高，结构紧凑，制作、运输、安装、维护方便的特点。
文档编号H02P3/18GK2807602SQ20052011517
公开日2006年8月16日 申请日期2005年7月18日 优先权日2005年7月18日
发明者王艳阶, 周建华, 肖少兵, 敖君山 申请人:孝感市大禹电气有限公司