技术特征：
1.一种用于降低电机工频起动电流倍数的电控装置，其特征在于：包括自耦变压器降压单元(1)、无功补偿投切单元(2)、起动旁路转换单元(3)以及综合控制系统(4)，所述起动旁路转换单元(3)的输入端连接至电源柜，输出端连接至电机，所述自耦变压器降压单元(1)的一端与所述起动旁路转换单元(3)连接，另一端与所述无功补偿投切单元(2)连接，所述自耦变压器降压单元(1)、所述无功补偿投切单元(2)以及所述起动旁路转换单元(3)均与所述综合控制系统(4)连接；所述自耦变压器降压单元(1)，用于传递电机起动过程中所需要的能量，并通过降压的方式限制起动过程中的电流冲击幅值；所述无功补偿投切单元(2)，用于提供电机起动阶段建立磁场和克服电机静态力矩所需要的大量无功容量；所述起动旁路转换单元(3)，用于在电机起动初始阶段控制所述自耦变压器降压单元(1)投入工作以实现电机降压起动，还用于在电机转速达到预设转速值或者电机起动电流幅值下降到预设电流幅值时，控制所述自耦变压器降压单元(1)停止工作，将电机由降压回路切换至额定电压下运转，实现电机的全速运转；所述综合控制系统(4)，用于控制所述自耦变压器降压单元(1)和所述起动旁路转换单元(3)执行动作，以及控制所述无功补偿投切单元(2)投入或切除。2.根据权利要求1所述的用于降低电机工频起动电流倍数的电控装置，其特征在于：所述起动旁路转换单元(3)包括一次侧旁路开关(31)和二次侧切换开关(32)，所述自耦变压器降压单元(1)与所述二次侧切换开关(32)串联后并联在所述一次侧旁路开关(31)的两端，所述自耦变压器降压单元(1)的一次侧与所述起动旁路转换单元(3)的输入端连接，所述自耦变压器降压单元(1)的二次侧与所述二次侧切换开关(32)的一端连接，所述二次侧切换开关(32)的另一端连接至所述起动旁路转换单元(3)的输出端，所述一次侧旁路开关(31)和所述二次侧切换开关(32)均与所述综合控制系统(4)连接。3.根据权利要求1所述的用于降低电机工频起动电流倍数的电控装置，其特征在于：所述自耦变压器降压单元(1)包括自耦变压器(11)、二次侧电流互感器(12)、伺服驱动系统(13)、星点短接开关(14)以及一次侧投入开关(15)，所述二次侧电流互感器(12)连接在所述自耦变压器(11)的二次侧，用于检测电机降压起动过程中所述自耦变压器(11)二次侧的电流变化，所述伺服驱动系统(13)与所述自耦变压器(11)的铁芯(16)连接，用于拖动所述铁芯(16)运动以调节所述自耦变压器(11)二次侧的抽头电压比，所述星点短接开关(14)与所述自耦变压器(11)的星点连接，所述一次侧投入开关(15)连接在所述自耦变压器(11)的一次侧，所述伺服驱动系统(13)、所述星点短接开关(14)以及所述一次侧投入开关(15)均与所述综合控制系统(4)连接。4.根据权利要求3所述的用于降低电机工频起动电流倍数的电控装置，其特征在于：所述自耦变压器降压单元(1)还包括星点侧保护避雷器(17)和二次侧保护避雷器(18)，所述星点侧保护避雷器(17)的一端与所述自耦变压器(11)的星点连接，所述星点侧保护避雷器(17)的另一端接地，所述二次侧保护避雷器(18)的一端与所述自耦变压器(11)的二次侧连接，所述二次侧保护避雷器(18)的另一端接地。5.根据权利要求3所述的用于降低电机工频起动电流倍数的电控装置，其特征在于：所述无功补偿投切单元(2)包括二次侧电压互感器(21)、无功侧电流互感器(22)以及若干个
补偿支路(23)，所述二次侧电压互感器(21)连接在所述自耦变压器(11)的二次侧，用于检测电机降压起动过程中所述自耦变压器(11)二次侧的电压变化，所述无功侧电流互感器(22)与若干个所述补偿支路(23)串联在所述自耦变压器(11)的二次侧，若干个所述补偿支路(23)并联连接，所述无功侧电流互感器(22)用于检测所述自耦变压器(11)无功侧的电流变化。6.根据权利要求5所述的用于降低电机工频起动电流倍数的电控装置，其特征在于：所述补偿支路(23)包括投切开关(231)、保护熔断器(232)、保护避雷器(233)、无功电容(234)以及无功放电单元(235)，所述投切开关(231)的一端与所述无功侧电流互感器(22)连接，另一端分别与所述保护熔断器(232)、所述保护避雷器(233)以及所述无功放电单元(235)连接，所述保护避雷器(233)远离所述无功侧电流互感器(22)的一端接地，所述保护熔断器(232)与所述无功电容(234)串联后并联在所述无功放电单元(235)的两端，所述无功放电单元(235)用于在所述补偿支路(23)切除后实现所述无功电容(234)的放电以备下次投入使用。7.根据权利要求6所述的用于降低电机工频起动电流倍数的电控装置，其特征在于：所述无功补偿投切单元(2)还包括无功检测控制器(24)，所述无功检测控制器(24)与所述综合控制系统(4)连接，所述无功检测控制器(24)分别与若干个所述投切开关(231)连接，用于控制所述投切开关(231)闭合或断开，所述无功检测控制器(24)分别与所述二次侧电流互感器(12)、所述二次侧电压互感器(21)以及所述无功侧电流互感器(22)连接，用于获取电机起动过程中的电量信号并计算出电机起动过程所需的无功需求量。8.根据权利要求7所述的用于降低电机工频起动电流倍数的电控装置，其特征在于：还包括人机显示界面，所述人机显示界面与所述无功检测控制器(24)连接，用于显示电机起动过程中的电流数据、电压数据以及无功需求量。9.一种用于降低电机工频起动电流倍数的电控方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：s1，电源开关合闸时，通过起动旁路转换单元(3)控制自耦变压器降压单元(1)投入工作，同时投入所有的无功补偿投切单元(2)，由自耦变压器降压单元(1)完成电机端起始电压的降低和起动初始能量的传递；s2，通过伺服驱动系统(13)拖动自耦变压器(11)的铁芯(16)控制二次侧电压的幅值，以调整电机起动电流倍数；s3，当电机的转速稳态上升时，通过无功检测控制器(24)获取电机的功率因数数值，结合采集到的电流和电压幅值变化判断电机起动过程的无功需求量；s4，根据所述无功需求量，分析并计算最佳的时间节点，基于所述最佳的时间节点，切除无功补偿投切单元(2)的补偿支路(23)；s5，当电机转速达到预设转速值或电机起动电流幅值达到预设电流幅值时，切除所有补偿支路(23)；s6，通过起动旁路转换单元(3)控制自耦变压器降压单元(1)停止工作，将电机由降压回路切换至额定电压下运转，实现电机的全速运转。
技术总结
本发明涉及电机工频起动技术领域，公开了一种用于降低电机工频起动电流倍数的电控装置，包括自耦变压器降压单元、无功补偿投切单元、起动旁路转换单元以及综合控制系统，所述起动旁路转换单元的输入端连接至电源柜，输出端连接至电机，所述自耦变压器降压单元的一端与所述起动旁路转换单元连接，另一端与所述无功补偿投切单元连接，所述自耦变压器降压单元、所述无功补偿投切单元以及所述起动旁路转换单元均与所述综合控制系统连接。本发明提供的降低电机工频起动电流倍数的电控置，通过自耦变压器降压单元、无功补偿投切单元以及起动旁路转换单元三种单元的配合使用，可以实现极限降低电机工频起动方式下的起动电流倍数。限降低电机工频起动方式下的起动电流倍数。限降低电机工频起动方式下的起动电流倍数。
技术研发人员：陶小明 马丹祥 周翔 刘蓉 谢远伟
受保护的技术使用者：湖北中盛电气有限公司
技术研发日：2022.08.31
技术公布日：2022/11/8