一种带二次保护的手动自动切换降压启动控制电柜的制作方法

本实用新型涉及到电气控制柜控制技术领域，尤其涉及到一种带二次保护的手动自动切换降压启动控制电柜。

背景技术：

降压启动是指利用启动设备将电压适当降低后加到电动机的定子绕组上进行启动运转后，再使电压恢复到额定值正常运转。电动机定子绕组上的电压为电动机的额定电压，属于全压启动，也称直接启动.直接启动时，启动电流一般为额定电流的4~7倍。电流过大会影响整个电网 的正常运行。通常电源容量在180KVA以上，电动机容量在7KW以下的可采用直接启动。

应用降压启动是可以减小启动电流，因电流是随电压降低而减小，同时电机的转矩与电压的平方线成正比，降压启动将导致电动机的启动转矩大为降低。为此降压启动需要在空载或轻载下启动。但现有的降压启动控制柜不带二次保护，且工作人员不能直观的从控制柜上了解到降压启动的不同工作状态，从而不利于工作人员对被控电机的监控。

技术实现要素：

本实用新型提供一种带二次保护的手动自动切换降压启动控制电柜,解决的上述问题。

为解决上述问题，本实用新型提供的技术方案如下：

一种带二次保护的手动自动切换降压启动控制电柜，所述控制电柜包括柜体和柜门，所述柜体内部设有安装座，所述安装座表面固定有主断路器、主接触器、三只电流互感器以及热继电器且从上之下依次排列，所述主断路器的右侧控制熔断器和三只限流电阻，主接触器的右侧安装水平排列的两只中间继电器，中间继电器的下侧安装时间继电器；所述热继电器的右侧安装水平排列的频敏变阻器和用于短接并切除频敏变阻器的控制接触器；

所述柜门的正面上部设有四个用于指示柜体内电气元件工作状态的信号灯，分别为控制电源指示灯、第一信号灯、第二信号灯和第三信号灯，所述柜门的中部设有用于检测电动机工作电流的两只电流表，所述柜门的下部设有切换开关、第一启动按钮、第二启动按钮和停止按钮。

优选的，所述主断路器的输入端与市电L1、L2、L3电连接，主断路器的输出端经过主接触器与电机的定子绕组电连接，主接触器的输出端三相电缆分别穿过三个电流互感器的中心孔；

三只电流互感器分别为A相、B相、C相电流互感器，两只电流表分别为A相电流表和C相电流表；

A相电流互感器的二次侧S1触点与A相电流表的一端电连接，A相电流表的另一端经过热继电器的A相主触头后再接地，以作为A相二次保护；

B相电流互感器的二次侧S1触点经过热继电器的B相主触头后再接地，以作为B相二次保护；

C相电流互感器的二次侧S1触点与C相电流表的一端电连接，C相电流表的另一端经过热继电器的C相主触头后再接地，以作为C相二次保护；

A相、B相、C相电流互感器的二次侧S2触点均短接后接地；

频敏变阻器的三个绕组首端短接，频敏变阻器的三个绕组尾端直接与电机的转子绕组电连接，控制接触器的输入端A1相与电机的定子绕组A相电连接，控制接触器的输入端B1相、C1相短接后与电机的定子绕组C相电连接，控制接触器的输出端A2相、B2相短接后与电机的定子绕组B相电连接，控制接触器的输出端C2相与电机的定子绕组A相电连接，且电机的外壳保护接地。

优选的，两个中间继电器分别为第一中间继电器和第二中间继电器，限流电阻分别为第一电阻、第二电阻和第三电阻。

优选的，所述控制电柜内还包括降压启动控制回路和多条信号指示回路，且降压启动控制回路与多条信号指示回路并联。

优选的，时间继电器的时间定值调整为5至7秒，两个中间继电器的触点均有4对常开触点和4对常闭触点。

相对于现有技术的有益效果是，采用上述方案，本实用新型通过A相、B相、C相电流互感器的二次侧分别与热继电器的主触头电连接，进而实现A相、B相、C相的二次保护；通过设置多条信号指示回路，以便于工作人员可从控制柜上直接了解到降压启动的不同工作状态，通过安装两只检测A相、C相主回路的电流表，则可直观的监控到被控电机的工作电流，简单实用方便。

附图说明

为了更清楚的说明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需使用的附图作简单介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型电机的主回路电气原理图；

图3为本实用新型电机控制回路原理图；

以上图例所示：20、柜体 21、柜门 22、主断路器 23、主接触器 24、电流互感器 25、热继电器 26、限流电阻 27、中间继电器 28、时间继电器 29、频敏变阻器 30、控制接触器31、信号灯 32、电流表 33、切换开关 。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例，对本实用新型进行更详细的说明。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本说明书所使用的术语“固定”、“一体成型”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，在图中，结构相似的单元是用以相同标号标示。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本实用新型。

如图1所示，本实用新型的一个实施例是：

一种带二次保护的手动自动切换降压启动控制电柜，所述控制电柜包括柜体20和柜门21，所述柜体20内部设有安装座，所述安装座表面固定有主断路器22、主接触器23、三只电流互感器24以及热继电器25且从上之下依次排列，所述主断路器22的右侧控制熔断器和三只限流电阻26，主接触器23的右侧安装水平排列的两只中间继电器27，中间继电器27的下侧安装时间继电器28；所述热继电器25的右侧安装水平排列的频敏变阻器29和用于短接并切除频敏变阻器29的控制接触器30；所述柜门21的正面上部设有四个用于指示柜体20内电气元件工作状态的信号灯31，分别为控制电源指示灯、第一信号灯、第二信号灯和第三信号灯，所述柜门21的中部设有用于检测电动机工作电流的两只电流表32，所述柜门21的下部设有切换开关33、第一启动按钮、第二启动按钮和停止按钮。

进一步，切换开关为AX16-211-3型旋转转换切换开关。

优选的，如图2所示，所述主断路器QF的输入端与市电L1、L2、L3电连接，主断路器QF的输出端经过主接触器KM1与电机M的定子绕组电连接，主接触器KM1的输出端三相电缆分别穿过三个电流互感器的中心孔；

三只电流互感器分别为A相、B相、C相电流互感器，其中A相电流互感器为TA1, B相电流互感器为TA2，C相电流互感器为TA3；两只电流表分别为A相电流表PA1和C相电流表PA2；

A相电流互感器TA1的二次侧S1触点与A相电流表PA1的一端电连接，A相电流表PA1的另一端经过热继电器FR的A相主触头后再接地，以作为A相二次保护；

B相电流互感器TA2的二次侧S1触点经过热继电器FR的B相主触头后再接地，以作为B相二次保护；

C相电流互感器TA3的二次侧S1触点与C相电流表PA3的一端电连接，C相电流表PA3的另一端经过热继电器FR的C相主触头后再接地，以作为C相二次保护；

A相、B相、C相电流互感器的二次侧S2触点均短接后接地；

进一步，第一中间继电器的三对常闭触点将三只电流互感器的二次侧短接，且上述三对常闭触点分别为第一中间继电器的第一常闭触点、第二常闭触点和第三常闭触点。

频敏变阻器RF的三个绕组首端短接，频敏变阻器RF的三个绕组尾端直接与电机M的转子绕组电连接，控制接触器KM2的输入端A1相与电机的定子绕组A相电连接，控制接触器KM2的输入端B1相、C1相短接后与电机M的定子绕组C相电连接，控制接触器KM2的输出端A2相、B2相短接后与电机M的定子绕组B相电连接，控制接触器KM2的输出端C2相与电机的定子绕组A相电连接，且电机的外壳保护接地。

优选的，两个中间继电器分别为第一中间继电器KA1和第二中间继电器KA，限流电阻分别为第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3。

优选的，所述控制电柜内还包括降压启动控制回路和多条信号指示回路，且降压启动控制回路与多条信号指示回路并联。

降压启动控制回路包括自动切除频敏变阻器的控制回路和手动切除频敏变阻器的控制回路。

进一步，如图3所示，控制熔断器FU的输入端与主断路器QF的输出端L01任何一相电连接，停止按钮SB3的一端和控制电源指示灯GN的一端均与控制熔断器FU的输出端电连接，控制电源指示灯GN的另一端与热继电器FR的常闭触点一端电连接，第二启动按钮SB2的一端、主接触器KM1的第一常开触点的一端均与停止按钮SB3的另一端电连接，第二启动按钮SB2的另一端与控制接触器KM2的常闭触点一端连接，主接触器KM1的第一常开触点另一端与控制接触器KM2的常闭触点另一端短接后再与主接触器KM1的线圈一端电连接，主接触器KM1的线圈另一端与热继电器FR的常闭触点一端电连接，切换开关SA的触点1与主接触器KM1的线圈一端电连接，切换开关SA的触点2经过第二中间继电器KA的第四常闭触点、时间继电器KT的线圈与热继电器FR的常闭触点一端电连接，以此构成电机的自动切除频敏变阻器的控制回路；

第一启动按钮SB1的常开触点一端、控制接触器KM2的第一常开触点一端均与切换开关SA的触点3电连接，第一启动按钮SB1的常开触点另一端、控制接触器KM2的第一常开触点另一端短接后再与控制接触器KM2的线圈一端电连接，控制接触器KM2的线圈另一端与热继电器FR的常闭触点一端电连接，第一中间继电器KA1的线圈并联在控制接触器KM2的线圈两端，第二中间继电器KA的常开触点的一端与切换开关的触点1电连接，第二中间继电器KA的常开触点的另一端经过第二中间继电器KA的线圈与热继电器FR的常闭触点一端电连接，时间继电器KT的延时常开触点并联在第二中间继电器KA的常开触点的两端，热继电器FR的常闭触点另一端与市电零线N电连接，以此构成电机M的手动切除频敏变阻器的控制回路。

主接触器KM1的第二常开触点、第二限流电阻R2以及第二信号灯HL2依次串联后并联在控制熔断器KM2的输出端与市电零线N两端，以作为第一条指示回路，用于指示电机已降压启动运行；第一中间继电器KA1的常开触点、第一限流电阻R1以及第一信号灯HL1依次串联后并联在控制熔断器FU的输出端与市电零线N两端，以作为第二条指示回路，用于指示短接三只电流互感器二次侧的第一中间继电器的三对常闭触点断开，热继电器有电流通过，热继电器对电机启动过载保护作用；控制接触器KM2的第二常开触点、第三限流电阻R3、第三信号灯HL3依次串联后并联在控制熔断器FU的输出端与市电零线N两端，以作为第三条指示回路，用于指示频敏变阻器的绕组被短接后切换电机的转子回路。

优选的，时间继电器KT的时间定值调整为5至7秒，两个中间继电器的触点均有4对常开触点和4对常闭触点。

进一步，频敏变阻器的电阻值是你能对着转子电流频率的降低而自动减小，频敏变阻器的铁芯是几片或十几片较厚的钢板或铁板制成，三个铁芯柱上绕着三相绕组线圈；电机刚启动时，转子电流频率较高，频敏变阻器的涡流损耗较大，从而起限制启动电流并增大启动转矩的作用，转子转动以后，随着转速的提高，转子电流频率降低，铁芯中的涡轮及等效电阻也跟着减小，因此，频敏变阻器接入电机的转子回路中可以降压启动的作用。

工作原理：

回路送电：先合上主断路器，在合上控制熔断器；

电机自动选择切除频敏变阻器的方式：将切换开关选择至自动位置，即切换开关的触点1和触点2接通，按下第二启动按钮，主接触器和时间继电器的线圈同时得电，主接触器的第一常开触点闭合自保，同时时间继电器旁路保持，主接触器的线圈得电动作，主接触器的第二常开触点闭合，第二信号灯亮，表示电机开始以降压启动运转，主接触器的三个主触头同时闭合，接通电机的定子绕组的电源，频敏变阻器的绕组串入电机的转子回路中，频敏变阻器投入工作，电机开始自动降压运转；时间继电器的线圈得电动作（整定时间5S），时间继电器的延时常开触点闭合，第二中间继电器的线圈、第一中间继电器的线圈和控制接触器的线圈同时得电动作，第二中间继电器的常开触点闭合，为第一中间继电器和控制接触器旁路保持，控制接触器的三个主触头同时闭合，将频敏变阻器短接并切除，电机进入正常运行状态；第二中间继电器KA的第四常闭触点断开，时间继电器的线圈回路断开释放且闭合的延时常开触点断开，时间继电器完成短接频敏变阻器的指令；电机在正常运转过程中，第二中间继电器一直处于吸合中，控制接触器的第二常开触点闭合，第三信号灯亮，表示频敏变阻器已经切除；第一中间继电器的常开触点闭合，第一信号灯亮，表示短接三只电流互感器二次侧的第一中间继电器的三对常闭触点断开，热继电器有电流通过，热继电器才能对电机启动过载保护；

电机手动选择切除频敏变阻器的方式：将切换开关选择至手动位置，即切换开关的触点1和触点3接通，首先先按压第二启动按钮，主接触器的线圈回路接通，主接触器动作，主接触器的第一常开触点闭合自保，主接触器的第二常开触点闭合，第二信号灯亮，表示电机已降压启动运转，主接触器的三个主触头同时闭合，接通电机的定子绕组的电源，频敏变阻器接入电机的转子回路中，频敏变阻器投入工作，电机开始降压启动；当电机转速不断提高，即两只电流表的数值回落至额定电流值时，进行手动切除频敏变阻器，按下第一启动按钮，控制接触器得电动作，主接触器的第一常开触点闭合自保，转子回路中的控制接触器的三个主触头同时闭合，将频敏变阻器短接后，频敏变阻器不起作用（频敏变阻器被切除），电机处于全压运转状态，控制接触器的第二常开触点闭合，第三信号灯亮表示频敏变阻器已切除；同时第一中间继电器的常开触点闭合，第一信号灯亮，表示短接的三只电流互感器二次侧的第一中间继电器的常闭触点断开，这时热继电器有电流通过，热继电器才能对电机起到过载保护作用；

正常停机与过负荷停机：1、正常停机时，不过切换开关处于手动还是自动位置，按下停止按钮，控制回路断电，时间继电器、第二中间继电器和主接触器断开释放，主接触器的三个主触头断开，电机脱离电源停转；2、过负荷停机，电机过负荷时热继电器动作，传入降压启动控制回路的热继电器的常闭触点断开，控制回路断电，主接触器的三个主触头同时断开，电机脱离电源停转。

相对于现有技术的有益效果是，采用上述方案，本实用新型通过A相、B相、C相电流互感器的二次侧分别与热继电器的主触头电连接，进而实现A相、B相、C相的二次保护；通过设置多条信号指示回路，以便于工作人员可从控制柜上直接了解到降压启动的不同工作状态，通过安装两只检测A相、C相主回路的电流表，则可直观的监控到被控电机的工作电流，简单实用方便。

需要说明的是，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本实用新型说明书记载的范围；并且，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。