一种磁圈变换调压软起动装置的制作方法

文档序号:16014900发布日期:2018-11-20 21:21阅读:245来源:国知局

本实用新型涉及一种调节输出电压的磁圈变换调压软起动装置可广泛应用于电力拖动系统中,尤其适用于电动机做调压软起动。



背景技术:

交流感应电动机的起动大都采用降压起动或串联调压起动,以减少电动机起动时对电网造成冲击,应用较多的有电抗起动柜、自耦降压起动柜、液阻起动柜、可控硅起动柜等几种设备,其各自的工作原理和性能特点分别如下:

电抗起动柜是一种在电动机的起动回路中串连电抗器进行降压的起动设备,电机起动时,根据串联分压原理来实现降低电机机端的输入起动电压。以达到减小电机起动电流的目的。他的优点是,结构简单,造价便宜。但其起动电流大、起动力矩小,只适用于在供电容量比较大的情况下对轻载电机的起动。

自耦降压起动柜是一种在电机起动时通过自耦变压器降低电机机端电压的起动设备。一般自耦变压器QZB有两个电压抽头,分别是80%和65%,通常是接65%,对于重载负荷时接80%,其优点是造价相对便宜,起动力矩大,起动电流小;缺点:机端电压不可自动调节,运行切换时冲击大。

液阻起动柜,含极板可调水电阻和热变电阻两种,是在电动机的起动回路中串连液体电阻进行调压的液阻软起动设备,采用极板在液体中运动,改变二个导电极的距离而改变液体的电阻;或极板固定,由液体通电后自身升高液温来改变液体电阻,以改变电动机的起动电压,其起动效果尚可,结构简单、成本低、无谐波污染,但缺点更多,体积大、冬天夏天效果不一致、性能不可控、危险性大、液体需掺入酸碱性化学物质、极板及水箱易被腐蚀、液体易蒸发、维护工作量大、维护成本高、使用寿命短。

可控硅起动柜,是在电动机起动回路中串连晶闸管进行调压的固态调压起动设备,它调节范围大,起动特性好,但可控硅器件的同步、温升、耐压、环境要求等问题一直不好解决,其可靠性不是很好,用户的维护技术跟不上,且晶闸管输出电压中含有大量的高次谐波,会对电动机造成伤害,也会对电网产生谐波污染,存在高风险,高运行成本,高谐波污染,技术难度大,过载能力弱,维护成本高的问题。

以上四种设备在市场上比较通用,前两种属降压起动,后两种属调压软起动,由于负载转矩随转速变化而变化的特性,调压软起动要比降压起动冲击小,由于现有的调压起动设备都属串联调压原理,要取得较大起动力矩时,起动电流都比较大,为x%(起动机端电压与电机额定电压的百分比)倍的全压起动电流。所以虽能目前市场的起动设备,以可控硅起动柜为领头军(占有的市场范围最广)但其结构与原理本身特性存在的适用性差,故障率高、谐波污染严重、起动电流大等缺陷,证实了其存在的局限与瓶颈。



技术实现要素:

本实用新型的目的就是针对上述不足之处,提供一种结构简单、调节范围广、响应速度快、运行安全可靠、使用寿命长、过载能力强、无谐波污染、不受使用环境和温度与地理位置影响、使用维护方便的全新调压软起动装置。

本实用新型的技术方案是:将一种自感应变压器的绕组分成多组,分别是:串联绕组、磁圈变换绕组、自感应共用绕组。三种绕组共一个磁场回路,串联绕组与自感应共用绕组串联,与磁圈变换绕组对应并联且反方向绕制,数量对应相等,可以都为一组,也可都为多组。每组串联绕组都设有抽头并联接出。磁圈变换绕组一端和对应的串联绕组相接,一端接采集控制调节模块。采集控制调节模块根据采集的电流电压等信号进行对比计算后,发指令控制调节磁圈变换绕组,由于磁圈变换绕组与串联绕组并联且反方向绕制,其磁路方向和串联绕组的磁路方向相反,可以抵消串联绕组的感应电压。所以通过调节改变磁圈变换绕组的磁通量就可以改变串联绕组的感应电压,从而调节改变自感应变压器的输出电压,来实现平稳调节电动机的起动电压,使电动机平稳软起动成功。

本实用新型的技术特征是:将一种自感应变压器的绕组分成多组串联起来,串联绕组都分别并接一组磁圈变换绕组,磁圈变换绕组和串联绕组反向绕制,自感应共用绕组为一二次侧绕组自感应共用,自感应共用绕组一端和串联绕组串接,一端通过星点连接开关连接成星点或直接连接成星点。通过切入调节磁圈变换绕组的磁通量来调节一次或二次绕组线圈的有效匝数,从而改变一二次绕组的匝数比,来实现改变自感应变压器的输出电压,从而实现电动机的调压软起动。

本实用新型有下述优点:

1、本实用新型通过调节改变磁圈变换绕组的磁通量来改变调节串联绕组的感应电压,调节范围广,且平滑无冲击。

2、采用闭环检测自动调节,不管电压怎样波动,都能自动、快速、智能的使输出电压稳定在设定所需要的额定电压值,确保用电系统的稳定或确保电机起动时的起动力矩。

3、本实用新型用于电动机的调压软起动方面,可以解决目前市场上各种原理起动装置存在的缺陷与瓶颈,使电动机的起动力矩更大,起动电流更小,起动更平稳无冲击。

4、电磁感应原理,无谐波污染。

5、结构简单、模块化设计、互换性强、维护技术易懂简便、维护成本低。

6、干式变压器特性,运行安全可靠、使用寿命长、过载能力强。

7、采用真空注胶工艺,各参数裕度大,适用于各种恶劣环境。

附图说明:

图1是本实用新型实施方式的结构示意图。

图2是本实用新型施例方式的电气原理图。

具体实施方式:

结合附图和施例对本实用新型说明如下:

图1是本实用新型实施方式的结构示意图,该装置主要由:铁芯(1)、串联绕组(2)、磁圈变换绕组(3)、自感应共用绕组(4)、采集控制调节模块(9)等五部分组成。串联绕组(2)与磁圈变换绕组(3)对应并联且共磁路反方向绕制,数量对应相等,可以都为一组,也可都为多组。

图2是本实用新型施例方式的电气原理图。

参见图2可知:合闸电源开关(11),星点开关(8)合闸短接自感应变压器的星点。

电动机调压软起动过程分析:按起动按钮,起动开关(5)合闸,此时自感应变压器一次侧线圈匝数为R1+R2+R3+R4,二次侧匝数为R4,根据变压器一二次侧的电压之比等于匝数之比可知,电动机(M)的机端电压是R4/(R1+R2+R3+R4)倍的一次电压(即R4/(R1+R2+R3+R4)倍的供电系统电压),电动机(M)开始起动。同时采集控制调节模块(9)开始进行电流电压采样调节,使磁圈变换绕组T1的磁通量逐步增加,当磁圈变换绕组T1完全抵消串联绕组R1的感应电压时,起动开关(6)合闸。起动开关(6)合闸后,起动开关(5)分闸,磁圈变换绕组T1与串联绕组R1同时释放。此时自感应变压器一次侧线圈匝数为R2+R3+R4,二次侧匝数为R4。则电动机(M)的机端电压上升到R4/(R2+R3+R4)倍的一次电压(即R4/(R2+R3+R4)倍的供电系统电压)。采集控制调节模块(9)继续进行电流电压采样调节,使磁圈变换绕组T2的磁通量逐步增加,当磁圈变换绕组T2完全抵消串联绕组R2的感应电压时,起动开关(7)合闸。起动开关(7)合闸后,起动开关(6)分闸,磁圈变换绕组T2与串联绕组R2同时释放。此时自感应变压器一次侧线圈匝数为R3+R4,二次侧匝数为R4。则电动机(M)的机端电压上升到R4/(R3+R4)倍的一次电压(即R4/(R3+R4)倍的供电系统电压)。当采集控制调节模块(9)继续进行电流电压采样调节,使磁圈变换绕组T3的磁通量逐步增加,当磁圈变换绕组T3完全抵消串联绕组R3的感应电压时,电动机(M)的机端电压上升至接近额定电压。此时星点开关(8)分闸,运行开关(10)合闸,电动机(M)调压起动完成进入运行状态。起动开关(7)分闸,磁圈变换调压软起动装置软起调压完成,自感应变压器退出,主电动机(M)正常运行。

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