频敏变阻器降压启动控制装置的制作方法

本发明涉及电网配套设备的研发生产领域，特别涉及一种频敏变阻器降压启动控制装置是用磁转换成电势，以电势作为电动机运行信息，通过电子控制电路，去控制交流接触器，由交流接触器去完成频敏变阻器对绕线式三相异步电动机降压启动，由此构成仅需一根控制线与交流接触器之间的联系，就可以完成用频敏变阻器降压启动的一种控制装置。

背景技术：

频敏变阻器适用于绕线式三相异步电动机重负荷启动，因为频敏变阻器的阻抗随着转子电流频率变化而变化，开始启动时，电动机转速很低，转子电流频率很高，频敏变阻器的阻抗很大，隨着电动机转速升高，转子电流频率下降，频敏变阻器的阻抗减少，为平稳无级启动，自六十年代以后颇受欢迎的绕线式三相异步电动机启动方式。目前市场上有多种频敏变阻器降压启动控制装置出售，其结构大致是采用按钮开关、交流接触器和频敏变阻器组成一体，它是使用按钮开关去控制交流接触器，由交流接触器去对电动机进行频敏变阻器降压启动，可以看出按钮开关与交流接触器分工明确，但为了实现失电保护，动用了交流接触器辅助触头对按钮开关实行自锁来达到失电保护目的，因而形成按钮开关、交流接触器和频敏变阻器三者之间构成互相依存的组合启动方式，使控制功能与启动功能无法分开，这种组合方式只适宜就地操作，不适宜远程控制，因为绕线式三相异步电动机的功率较大，如果控制距离远了，会造成大量浪费有色金属、增加有功损失和无功损失，但在现代化企业管理中，为了管理方便，多半把设备集中到车间进行统一管理，这样就把频敏变阻器降压启动控制装置与电动机之间拉开了距离，结果是：1、动力线路加长，造成多消耗有色金属，线路电阻加大，增加有功损失；2、转子线路加长，造成感抗增加，影响功率因数，因此带来多消耗有色金属，增加有功损失，降低率因数的不足。另外现有频敏变阻器降压启动控制装置缺少运行指示与故障报警功能，因为运行指示是显示设备安全运行，让人放心，故障报警说明设备发生事故，提醒对设备进行处理，这是控制装置应有的功能，虽然交流接触器有辅助触头，用来外接运行指示；保护装置也有辅助触头，用来外接故障报警，但外接运行指示与故障报警工程，对使用者来说是一件麻烦而又复杂的工作，只得舍弃，因而造成缺少运行指示与故障报警功能的不足。由于按钮开关、交流接触器和频敏变阻器三者之间互相依存的启动方式，使控制功能与启动功能无法分开，导致不适宜远程控制，带来多消耗有色金属，增加有功损失，降低率因数，缺少运行指示与故障报警功能的缺陷。

技术实现要素：

本发明的目的是面对上述问题，提供一种频敏变阻器降压启动控制装置，频敏变阻器降压启动控制装置是以磁转换成电势信息，用电势信息通过电子电路去完成绕线式三相异步电动机用频敏变阻器降压启动、全压启动、停机、运行指示、故障电源切除、音响报警任务，成为仅需一根控制线与交流接触器之间的联系，就可以完成用频敏变阻器降压启动的一种控制装置，从此克服了按钮开关、交流接触器和频敏变阻器三者之间互相依存的启动方式，使控制与启动功能无法分开，导致不适宜远程控制，带来多消耗有色金属，增加有功损失，降低率因数，缺少运行指示与故障报警功能的缺陷。

本发明的目的是通过以下具体技术方案来实现：首先频敏变阻器降压启动控制装置包括：电源自保持供电电路、启动信息传输电路、启动信息処理电路、频敏变阻器降压启动电路、全压启动电路、运行指示和报警电路、绕线式三相异步电动机启动电路。具体技术方案是将电势信息分解成降压启动信息、全压启动信息、运行指示信息、故障信息，把这些信息通过电子电路去驱动交流接触器，由交流接触器对绕线式三相异步电动机进行频敏变阻器降压启动，达到把控制功能与启动功能分开的目的。

电源自保持供电电路：电源自保持供电电路是将停机按钮1一端与启动按钮2一端连接，启动按钮2另一端与触发电阻6一端连接，触发电阻6另一端与徧压电阻7一端和触发三极管5基极连接，触发三极管5集电极与钳位电阻3一端和电源三极管4基极连接，电源三极管4发射极和集电极与启动按钮2并联连接；钳位电阻3另一端与正极电源连接，触发三极管5发射极和徧压电阻7另一端与负极电源连接。

启动信息传输电路：启动信息传输电路是将磁铁8放在磁电线圈9之中，固定在电动机传动部位，磁电线圈8输出端与桥式整流器10输入端连接，桥式整流器10正极与启动信息接收三极管12基极连接；桥式整流器10负极、启动信息接收三极管12发射极与负极电源连接。

启动信息処理电路：启动信息処理电路是将启动信息接收三极管12集电极与缓冲电阻11一端、缓冲电容16正极、启动信息処理三极管17基极连接，启动信息処理三极管17集电极与运行指示和报警信息输出电阻13、频敏变阻器全压启启动信息输出电阻14、启动电源输入电阻15、频敏变阻器降压启动信息输出电阻18一端连接，运行指示和报警信息输出电阻13另一端与运行指示三极管27基极和报警三极管29基极连接，频敏变阻器全压启动信息输出电阻14另一端与全压启动电源三极管21基极连接，频敏变阻器降压启动信息输出电阻18另一端与频敏变阻器降压启动三极管20基极连接；缓冲电阻11、启动电源输入电阻15另一端与正极电源连接，缓冲电容16负极、启动信息処理三极管17发射极与负极电源连接。

频敏变阻器降压启动电路：频敏变阻器降压启动电路是将频敏变阻器降压启动三极管20基极与频敏变阻器降压启动信息输出电阻18一端连接，频敏变阻器降压启动三极管20集电极与频敏变阻器降压启动继电器19一端连接；频敏变阻器降压启动继电器19另一端与正极电源连接，频敏变阻器降压启动三极管20发射极与负极电源连接。

全压启动电路：全压启动电路是将全压启动电源三极管21基极与全压启动信息输出电阻14一端连接，全压启动电源三极管21集电极与正极电源连接，全压启动电源三极管21发射极输出全压启动正极电源，延时三极管24基极与全压启动延时电阻22一端、全压启动延时电容23正极连接，延时三极管24发射极与复合三极管25基极连接，复合三极管25集电极与全压启动继电器26一端连接；全压启动延时电阻22、全压启动继电器26另一端和延时三极管24集电极与全压启动正极电源连接，全压启动延时电容23负极、复合三极管25发射极与负极电源连接。

运行指示和报警电路：运行指示和报警电路是将运行指示三极管27基极和报警三极管29基极与运行指示和报警信息输出电阻13一端连接，运行指示三极管27集电极与运行指示灯28一端连接，报警三极管29集电极与喇叭30一端连接；运行指示灯28另一端与正极电源连接，喇叭30另一端与负极电源连接。

绕线式三相异步电动机启动电路：电动机启动控制电路是将频敏变阻器降压启动继电器19的启动触头31一端与频敏变阻器降压启动交流接触器33一端连接，全压启动继电器26的启动触头32一端与全压启动交流接触器34一端连接；频敏变阻器降压启动继电器19的启动触头31和全压启动继电器26的启动触头32另一端与～220v电源连接，频敏变阻器降压启动交流接触器33和全压启动交流接触器34另一端与～220v零线连接；频敏变阻器降压启动交流接触器33的主触头36一端与电动机37定子绕组连接，频敏变阻器降压启动交流接触器33的主触头36另一端与电源开关35一端连接，电源开关35另一端与三相～380v电源连接，全压启动交流接触器34的主触头38与电动机37转子绕组和频敏变阻器39连接。

频敏变阻器降压启动控制装置启动过程：使用频敏变阻器降压启动时，按下启动按钮，电源三极管导通，输出自保持电源，频敏变阻器降压启动继电器吸合，接通频敏变阻器降压启动交流接触器～220v电源，频敏变阻器降压启动交流接触器的主触头吸合，接通电动机三相～380v电源，电动机开始进行频敏变阻器降压启动，待转速升高，转子电流频率下降，频敏变阻器的阻抗减少，达到平稳转速时，全压启动继电器的启动触头吸合，接通全压启动交流接触器～220v电源，全压启动交流接触器的主触头吸合，把电动机转子绕组短路，退出频敏变阻器启动，进入全压启动运行。停机时按下停机按钮即可。

本发明有益效果：频敏变阻器降压启动控制装置用磁转换成电势，利用电势作为电动机运行信息，通过电子控制电路，把控制功能与启动功能分开，使交流接触器和频敏变器靠近电动机，控制装置离电动机可近可远，构成仅需一根控制线与交流接触器之间的联系，就可以完成敏频变阻器降压启动绕线式三相异步电动机，从而解决了按钮开关、交流接触器和频敏变阻器三者之间构成互相依存，使控制功能与启动功能无法分开，导致不适宜远程控制，带来多消耗有色金属，增加有功损失，降低率因数，缺少运行指示与故障报警功能的缺陷。

附图说明

本发明附图说明：

图1是频敏变阻器降压启动控制装置原理图；

图2是绕线式三相异步电动机启动原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明针对频敏变阻器降压启动控制装置作进一步的描述。

图1中、电源自保持供电电路：电源自保持供电电路是将停机按钮1一端与启动按钮2一端连接，启动按钮2另一端与触发电阻6一端连接，触发电阻6另一端与徧压电阻7一端和触发三极管5基极连接，触发三极管5集电极与钳位电阻3一端和电源三极管4基极连接，电源三极管4发射极和集电极与启动按钮2并联连接；钳位电阻3另一端与正极电源连接，触发三极管5发射极和徧压电阻7另一端与负极电源连接。

电源自保持供电电路工作过程是：在电源自保持供电电路开始工作前，电源三极管(pnp)4基极由钳位电阻3输入正极电源，把电源三极管4基极钳置在高电位，使电源三极管4基极呈高电位截止，触发三极管(npn)5基极由徧压电阻7输入负极电源，使触发三极管5基极呈低电位截止，导致电源三极管4集电极无正极电源输出；电动机启动时按下启动按钮2，正极电源经触发电阻6流入触发三极管5基极，使触发三极管5基极呈高电位导通，导通后从触发三极管5集电极输出负极电源，使电源三极管4基极呈低电位导通，锁住启动按钮2电源，待启动按钮2复位后，自保电源从电源三极管4集电极输出。电源自保持供电电路功能有三：其一，自动保持供给控制电路工作电源、其二，停机时解除自锁，停止自保持供电、其三，故障发生后提供处理故障电源。

图1中、启动信息传输电路：启动信息传输电路是将磁铁8放在磁电线圈9之中，固定在电动机传动部位，磁电线圈8输出端与桥式整流器10输入端连接，桥式整流器10正极与启动信息接收三极管12基极连接；桥式整流器10负极、启动信息接收三极管12发射极与负极电源连接。

启动信息传输电路工作过程是：电动机转动时，固定在传动部位磁铁8跟着旋转，旋转的磁铁8切割磁电线圈9，磁电线圈9因磁铁8切割而产生交变电势，交变电势从磁电线圈9输出端输入桥式整流器10输入端，经桥式整流器10整流后，正极电势输入到启动信息接收三极管12基极，使启动信息接收三极管12基极呈高电势导通，导通后从启动信息接收三极管12集电极转换成低电位输出。启动信息接收三极管12集电极输出的电位有二种，一种是正常运行的低电位信息，另一种是正常停机或故障停机的高电位信息。

图1中、启动信息処理电路：启动信息処理电路是将启动信息接收三极管12集电极与缓冲电阻11一端、缓冲电容16正极、启动信息処理三极管17基极连接，启动信息処理三极管17集电极与运行指示和报警信息输出电阻13、全压启动信息输出电阻14、启动电源输入电阻15、频敏变阻器降压启动信息输出电阻18一端连接，运行指示和报警信息输出电阻13另一端与运行指示三极管27基极和报警三极管29基极连接，全压启动信息输出电阻14另一端与全压启动电源三极管21基极连接，频敏变阻器降压启动信息输出电阻18另一端与频敏变阻器降压启动三极管20基极连接；缓冲电阻11、启动电源输入电阻15另一端与正极电源连接，缓冲电容16负极、启动信息処理三极管17发射极与负极电源连接。

启动信息処理电路工作过程是：启动信息処理电路开始工作时，受缓冲电阻11和缓冲电容16组成的r·c缓冲延时的限制，使启动信息処理三极管17基极处于低电位截止，集电极由启动电源输入电阻15输入正极电源，输入正极电源后，分别作如下处理：1，正极电源通过频敏变阻器降压启动信息输出电阻18，使频敏变阻器降压启动三极管20基极呈高电位导通；2，运行指示和报警信息输出电阻13获得正极电源，输出高电位电动机运行信息；3，全压启启动信息输出电阻14获得正极电源，输出高电位全压动信息，使全压启动电源三极管21基极呈高电位导通，提供全压启动电源。

图1中、频敏变阻器降压启动电路：频敏变阻器降压启动电路是将频敏变阻器降压启动三极管20基极与频敏变阻器降压启动信息输出电阻18一端连接，频敏变阻器降压启动三极管20集电极与频敏变阻器降压启动继电器19一端连接；频敏变阻器降压启动继电器19另一端与正极电源连接，频敏变阻器降压启动三极管20发射极与负极电源连接。

频敏变阻器降压启动电路工作过程是：由频敏变阻器降压启动信息输出电阻18输出降压启动信息时，频敏变阻器降压启动三极管20基极呈高电位导通，使频敏变阻器降压启动继电器19获电吸合。

图1中、全压启动电路：全压启动电路是将全压启动电源三极管21基极与全压启动信息输出电阻14一端连接，全压启动电源三极管21集电极与正极电源连接，全压启动电源三极管21发射极输出全压启动正极电源，延时三极管24基极与全压启动延时电阻22一端、全压启动延时电容23正极连接，延时三极管24发射极与复合三极管25基极连接，复合三极管25集电极与全压启动继电器26一端连接；全压启动延时电阻22、全压启动继电器26另一端和延时三极管24集电极与全压启动正极电源连接，全压启动延时电容23负极、复合三极管25发射极与负极电源连接。

全压启动电路工作过程是：由全压启动信息输出电阻14输出全压启动信息时，全压启动电源三极管21基极呈高电位导通，导通后从全压启动电源三极管21发射极输出全压启动正极电源，受全压启动延时电阻22、全压启动延时电容23组成r·c缓冲延时的限制，使延时三极管24基极电位缓慢上升，待频敏变器降压启动转速达到接近额转速，全压启动延时电容23正极电位上升到高电位，使延时三极管24基极呈高电位导通，导通后电流便从延时三极管24集电极流入，由延时三极管24发射极流出，使复合三极管25基极呈高电位导通，导通后全压启动继电器26获电吸合。

图1中、运行指示和报警电路：运行指示和报警电路是将运行指示三极管(npn)27基极和报警三极管(pnp)29基极与运行指示和报警信息输出电阻13一端连接，运行指示三极管27集电极与运行指示灯28一端连接，报警三极管29集电极与喇叭30一端连接；运行指示灯28另一端与正极电源连接，喇叭30另一端与负极电源连接。

运行指示和报警电路工作过程是：当运行指示和报警信息输出电阻13输出高电位运行信息时，运行指示三极管(npn)27基极呈高电位导通，运行指示灯28亮，显示电动机正在运行；运行指示和报警信息输出电阻13输出低电位故障信息时，报警三极管(pnp)29基极呈低电位导通，喇叭30发出音响报警，提醒电动机发生了故障。

图2中、绕线式三相异步电动机启动电路：绕线式三相异步电动机启动控制电路是将频敏变阻器降压启动继电器19的启动触头31一端与频敏变阻器降压启动交流接触器33一端连接，全压启动继电器26的启动触头32一端与全压启动交流接触器34一端连接；频敏变器降压启动继电器19的启动触头31和全压启动继电器26的启动触头32另一端与～220v电源连接，频敏变阻器降压启动交流接触器33和全压启动交流接触器34另一端与～220v零线连接；频敏变阻器降压启动交流接触器33的主触头36一端与电动机37定子绕组连接，频敏变阻器降压启动交流接触器33的主触头36另一端与电源开关35一端连接，电源开关35另一端与三相～380v电源连接，全压启动交流接触器34的主触头38与电动机37转子绕组和频敏变阻器39连接。

绕线式三相异步电动机启动工作过程是：当频敏变阻器降压启动继电器19的启动触头31吸合时，接通频敏变阻器降压启动交流接触器33的～220v电源，频敏变阻器降压启动交流接触器33获电吸合，吸合后频敏变阻器降压启动交流接触器33的主触头36接通电动机37定子绕组三相～380v电源，转子绕组串入频敏变器39开始降压启动；等候全压启动继电器26的启动触头32吸合，全压启动继电器26的启动触头32吸合后，接通全压启动交流接触器34的～220v电源而吸合，吸合后全压启动交流接触器34的主触头38把转子绕组短路，让频敏变阻器39退出降压启动，电动机37进入全压启动。

频敏变阻器降压启动控制装置工作过程如下：电动机启动时按下启动按钮2，正极电源经触发电阻6流入触发三极管5基极，使触发三极管5基极呈高电位导通，导通后从触发三极管5集电极输出负极电源，使电源三极管4基极呈低电位导通，锁住启动按钮2电源，待启动按钮2复位后自保电源从电源三极管4集电极输出，此时启动信息処理电路获电开始工作，但受缓冲电阻11和缓冲电容16组成的r·c缓冲延时的限制，使启动信息処理三极管17基极暂时处于低电位截止，其集电极则从启动电源输入电阻15输入正极电源，输入正极电源后，正极电源通过频敏变阻器降压启动信息输出电阻18，使频敏变阻器降压启动三极管20基极呈高电位导通，使频敏变阻器降压启动继电器19获电吸合，吸合后其频敏变阻器降压启动继电器19的启动触头31吸合，接通频敏变阻器降压启动交流接触器33的～220v电源，频敏变阻器降压启动交流接触器33获电吸合，吸合后频敏变阻器降压启动交流接触器33的主触头36接通电动机37定子绕组三相～380v电源，转子绕组串入频敏变阻器39开始降压启动，开始启动时转速很低，隨着电动机转速升高，转子电流频率下降，频敏变阻器的阻抗减少，电动机进入平稳无级降压启动，电动机的转动带动固定在传动部位磁铁8隨着旋转，旋转的磁铁8切割磁电线圈9，磁电线圈9因磁铁8切割而产生交变电势，交变电势从磁电线圈9输出端输入桥式整流器10输入端，经桥式整流器10整流后，正极电势输入到启动信息接收三极管12基极，使启动信息接收三极管12基极呈高电势导通，导通后从启动信息接收三极管12集电极转换成低电位输出，低电位把缓冲电容16上升电位清除，保持启动信息処理三极管17基极处于低电位截止，锁住启动信息処理三极管17集电极高电位不变动，因而带来：1，稳定频敏变阻器降压启动；2，运行指示和报警信息输出电阻13输出高电位运行信息，使运行指示三极管27基极呈高电位导通，运行指示灯28亮，显示电动机正在运行；3，全压启启动信息输出电阻14输出高电位全压启动信息，使全压启动电源三极管21基极呈高电位导通，提供全压启动电路工作电源，全压启动电路获得工作电源后，全压启动延时电阻22向全压启动延时电容23充电冲，使延时三极管24基极电位缓慢上升，待频敏变阻器降压启动转速达到接近额转速，全压启动延时电容23正极电位上升到高电位，使延时三极管24基极呈高电位导通，导通后电流便从延时三极管24集电极流入，由延时三极管24发射极流出，使复合三极管25基极呈高电位导通，导通后全压启动继电器26获电吸合，使全压启动继电器26的启动触头32吸合，吸合后接通全压启动交流接触器34的～220v电源而吸合，吸合后全压启动交流接触器34的主触头38把转子绕组短路，让频敏变阻器39退出降压启动，电动机37进入全压启动，频敏变阻器降压启动过程结束，电动机37转入全压正常运行。

电动机在正常运行中，如遇到故障，交流接触器跳闸，使电动机停止转动，此时固定在旋转部位磁铁8跟着停止旋转，导致磁铁8不切割磁电线圈9，磁电线圈9因磁铁8不切割而电势消失，桥式整流器10因无交变电势输入，使启动信息接收三极管12基极呈低电势截止，截止后从启动信息接收三极管12集电极转换成高电位故障信息输出，使启动信息処理三极管17基极呈高电位导通，导通后由启动信息処理三极管17集电极输出低电位故障信息，故障信息经如下処理：1，通过频敏变阻器降压启动信息输出电阻18输出低电位故障信息，使频敏变阻器降压启动三极管20基极呈低电位截止，使频敏变阻器降压启动继电器19失电断开，断开后其频敏变阻器降压启动继电器19的启动触头31断开，切断频敏变阻器降压启动交流接触器33的～220v电源，停止向频敏变阻器降压启动交流接触器33供电，防止重复启动故障发生。2，通过运行指示和报警信息输出电阻13输出低电位故障信息，使运行指示三极管27基极呈低电位截止，运行指示灯28熄灭，显示电动机停止运行；使报警三极管29基极呈低电位导通，喇叭30发出音响报警，提醒电动机发生了故障。3，通过全压启动信息输出电阻14输出低电位故障信息，使全压启动电源三极管21基极呈低电位截止，切断全压启动电源，因全压启动电路失去电源，全压启动继电器26失电断开，使全压启动交流接触器34的主触头38断开，让频敏变阻器39恢复启动前状态。

停机时按下停机按钮1，断开控制电路总电源，全压启动继电器26失电断开，电动机停止运行，当停机按钮1返回原处，恢复总电源供给，此时电源三极管4基极由钳位电阻3输入正极电源，把电源三极管4基极钳置在高电位，使电源三极管4基极呈高电位截止，与电源三极管4发射极和集电极并联连接的启动按钮2是常开按钮，因而自动保持供电解除，起失电保护作用。

综上所述，频敏变阻器降压启动控制装置用磁转换成电势，电势作为电动机运行信息，运行信息通过电子电路分类做法，完成频敏变阻器降压启动，它既保存了现有控制装置的全部功能，还增添了运行指示，故障电源切除，音响报警功能，构成一种具备电源自保持供给、启动信息传输、启动信息処理、频敏变阻器降压启动、全压启动、运行指示和报警功能于一体，使交流接触器和频敏变阻器靠近电动机，控制距离可近可远，仅需一根控制线与交流接触器之间的联系，就可以完成启动的全部过程，从而克服了按钮开关、交流接触器和频敏变阻器三者之间互相依存的动启方式，使控制功能与启动功能无法分开，导致不适宜远程控制，带来多消耗有色金属，增加有功损失，降低率因数，缺少运行指示与故障报警功能的缺陷。

以上所述的实施例，只是本发明较优选的具体实施方式的一种，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。