专利名称：一种高压变频软启动系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种软启动系统，尤其涉及一种高压变频软启动系统，具体适用于减小高压电动机启动时对工频电网的电流冲击。
背景技术：
目前，高压电动机在启动时会对电网造成很大的电流冲击，为此常常需要采用高压变频软启器将电动机启动到额定转速后再切换到工频运行，从而有效减小电动机启动时对电网的电流冲击，并对电动机和电网起到保护作用，但其从变频切换到工频时，会因为变频频率和电网频率之间存在不一致而引起二次电流冲击。现有高压变频软启动器切换时常采用异步切换和同步切换这两种方式异步切换就是启动电动机到额定频率后，先将变频输出从电动机机端断开，等电动机机端电压为零后再将工频电网切换到电动机上，因为电动机机端电压降为零需要较长时间，所以切换时间通常以秒级为单位，不仅切换时间较长，而且电动机也会因较长时间处于无供电电源自由降速的状态而导致转速下降很多，从而导致在工频电网切换时引起较大的二次电流冲击；同步切换就是启动电动机到额定频率后，先将工频电网切换到电动机上，此时变频软启动器和工频电网同时对电动机供电，然后再将变频输出从电动机机端断开，因为电动机供电电源始终存在，所以不存在转速下降导致的二次电流冲击，但是要在变频输出时能够实现将工频电网切换到电动机上，就必须要保证变频输出电压和工频电网的电压的频率、相位、幅值严格一致，否则会因为电压波形的差异而产生较大的环流，引起切换失败，其控制要求极高，可靠性较低。
发明内容本实用新型的目的是克服现有技术中存在的易引起二次电流冲击、会产生较大环流、控制要求较高的缺陷与问题，提供一种不会引起二次电流冲击、不会产生环流、控制要求较低的高压变频软启动系统。为实现以上目的，本实用新型的技术解决方案是一种高压变频软启动系统，包括高压变频装置和电动机，所述高压变频装置的一端与工频电网相连接，另一端与电动机相连接，且在高压变频装置的内部设置有变频软启动器；所述变频软启动器的输入端与变频输入开关相连接，变频输入开关的另一端与工频电网相连接，变频软启动器的输出端与变频输出开关相连接，变频输出开关的另一端与电动机相连接，且在变频输入开关、变频输出开关之间设置有工频开关。所述变频输入开关的另一端通过电动机运行柜与工频电网相连接。所述电动机运行柜的内部设置有高压输入开关，高压输入开关的一端与工频电网相连接，另一端与变频输入开关的另一端相连接。所述工频电网的电压范围为6-10KV。[0011]与现有技术相比，本实用新型的有益效果为1、由于本实用新型一种高压变频软启动系统中在高压变频装置的内部设置有变频软启动器，该变频软启动器的两端分别和变频输入开关、变频输出开关相连接，变频输入开关的另一端与工频电网相连接，变频输出开关的另一端与电动机相连接，且在变频输入开关、变频输出开关之间设置有工频开关，使用时，先通过变频软启动器完成与工频电网频率的锁相控制，再由变频软启动器完成与工频电网电压的软切换，从而最终实现高压电动机从变频切换到工频的软启动；其中，锁相控制的过程为变频软启动器先将输出电压频率提升到设定频率值，再检测电网电压的相位角，当电网电压的相位角处于锁相计算值时， 变频软启动器开始变频，直至输出电压频率和电网电压频率一致时完成锁相控制，此时输出频率和工频电网的频率、相位、幅值达到一致，整个过程只需变频软启动器、变频输入开关、变频输出开关之间进行配合即可实现，并不需要专门的锁相锁频电路，也不会因为又要对频又要对相而导致锁相失败，其控制方法容易实现，且在对相完成后，变频输出电压与工频电网电压之间的频率、相位的误差也最小。因此本实用新型不仅锁相控制的效果较好，而且控制要求较低。2、由于本实用新型一种高压变频软启动系统中的变频软启动器能够在完成与工频电网频率的锁相控制后，继续完成与工频电网电压的软切换，其软切换过程为先控制工频开关吸合，延时在工频开关主触点吸合前封锁变频输出脉冲，并控制变频输出开关断开， 直至电动机从变频转到工频运行，电动机失电切换过程控制在毫秒级完成；首先，由于切换过程中电动机失电时间控制在毫秒级完成，电动机机端电压变化很小，基本上和工频电网电压保持一致，工频电网电压切换到电动机运行时不会引起二次电流冲击；其次，由于切换过程中电动机在工频电网给电动机供电时，变频输出脉冲已经被封锁，因此在变频软启动器与工频电网之间将不存在输出电压波形差异的问题，从而不会出现环流现象，也就不会产生环流。因此本实用新型不仅不会引起二次电流冲击，而且不会产生环流。
图1是本实用新型的结构示意图。图中高压变频装置1，电动机2，工频电网3，变频软启动器4，电动机运行柜5，变频输入开关KMl，变频输出开关KM2，工频开关KM3，高压输入开关QF。
具体实施方式
以下结合附图说明和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的说明参见图1，一种高压变频软启动系统，包括高压变频装置1和电动机2，所述高压变频装置1的一端与工频电网3相连接，另一端与电动机2相连接，且在高压变频装置1的内部设置有变频软启动器4 ；所述变频软启动器4的输入端与变频输入开关KMl相连接，变频输入开关KMl的另一端与工频电网3相连接，变频软启动器4的输出端与变频输出开关KM2 相连接，变频输出开关KM2的另一端与电动机2相连接，且在变频输入开关KM1、变频输出开关KM2之间设置有工频开关KM3。所述变频输入开关KMl的另一端通过电动机运行柜5与工频电网3相连接。所述电动机运行柜5的内部设置有高压输入开关QF，高压输入开关QF的一端与工频电网3相连接，另一端与变频输入开关KMl的另一端相连接。所述工频电网3的电压范围为6 - 10KV。使用时，先将变频软启动器4与变频输入开关KM1、变频输出开关KM2接通，并断开工频输出开关KM3，然后将变频软启动器4从起始频率开始启动，直至输出电压频率达到锁相设定频率时稳定运行，同时检测工频电网3电压的相位角，当相位角等于锁相计算值时， 变频软启动器4开始变频，当其输出电压频率与工频电网3电压频率接近的同时，其输出电压的相位和工频电网3电压的相位也在接近，因而当输出电压频率和工频电网3电压频率一致时，其输出电压相位也正好和工频电网3电压相位一致，即完成变频锁相控制，此时变频软启动器4的输出频率和工频电网3频率的频率、相位、幅值完全相同。在变频软启动器4完成上述变频锁相控制后，先稳定运行一段时间，当确定变频软启动器4的输出频率和工频电网3频率的频率、相位、幅值完全相同后，再控制工频开关 KM3吸合，延时在KM3主触点吸合前封锁变频输出脉冲，这样电动机2的失电切换过程就可以控制在毫秒级完成，在工频电网3电压接通在电动机2上时，电动机2的机端电压基本上和工频电网3的电压相同，因而没有二次电流冲击，切换过程中控制变频输出开关KM2断开，这时电动机2已经从变频转到工频运行，实现了电动机2与工频电网3的对接。由上可见，本实用新型不仅不会引起二次电流冲击、不会产生环流，而且锁相控制的效果较好、控制要求较低。
权利要求1.一种高压变频软启动系统，包括高压变频装置(1)和电动机(2)，所述高压变频装置 (1)的一端与工频电网(3)相连接，另一端与电动机(2)相连接，且在高压变频装置(1)的内部设置有变频软启动器(4)，其特征在于所述变频软启动器(4)的输入端与变频输入开关 (KMl)相连接，变频输入开关(KMl)的另一端与工频电网(3)相连接，变频软启动器(4)的输出端与变频输出开关(KM2)相连接，变频输出开关(KM2)的另一端与电动机(2)相连接， 且在变频输入开关(KM1)、变频输出开关(KM2)之间设置有工频开关(KM3)。
2.根据权利要求1所述的一种高压变频软启动系统，其特征在于所述变频输入开关 (KMl)的另一端通过电机运行柜(5 )与工频电网(3 )相连接。
3.根据权利要求2所述的一种高压变频软启动系统，其特征在于所述电机运行柜(5) 的内部设置有高压输入开关(QF)，高压输入开关(QF)的一端与工频电网(3)相连接，另一端与变频输入开关(KMl)的另一端相连接。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种高压变频软启动系统，其特征在于所述工频电网(3)的电压范围为6 - 10KV。
专利摘要一种高压变频软启动系统，包括高压变频装置和电动机，所述高压变频装置的内部设置有变频软启动器，变频软启动器的输入端与变频输入开关相连接，变频输入开关的另一端与高压输入开关相连接，高压输入开关的另一端与工频电网相连接，变频软启动器的输出端与变频输出开关相连接，变频输出开关的另一端与电动机相连接，且在变频输入开关、变频输出开关之间设置有工频开关。本实用新型不仅不会引起二次电流冲击、不会产生环流，而且锁相控制的效果较好、控制要求较低。
文档编号H02P1/30GK202026265SQ201120065149
公开日2011年11月2日 申请日期2011年3月14日 优先权日2011年3月14日
发明者杨培新, 董睿, 赵珊, 韩伟 申请人:襄樊大力电工有限公司