一种星三角技改兼具可控硅软起装置的制作方法

1.本实用新型涉及电力系统传动技术领域，特别涉及一种星三角技改兼具可控硅软起装置。


背景技术：

2.早期的动力设备配套的低压电机受限于成本和技术限制，多采用星三角起动的方式。电机星三角起动的原理就是对电机的三相绕组在起动时和正常运转时施加不同的电压，来降低电机起动时的冲击电流。电机在星三角起动时，本质是通过先将电机绕组接成星型接线降低绕组端电压，尔后转为角型接法达到绕组升压而实现电机的限制起动电流，起动原理简单，限制电流的方式单一。而可控硅软起动方案，因可控硅的触发角可精确控制，并具有特性很好的电流通断作用，故可在允许的参数定制范围内，任意的设置电机的起动电流倍数。那么如何使电机在保留既有星三角起动方式的同时兼具可控硅软起动的功能呢？
3.电机起动的电流倍数过大时，对电网的冲击就越大，需要尽量限制电机的起动电流幅值来削弱峰值冲击的影响，然而电机需要足够的初始转矩来打破停止状态下的静态惯量，实现电机的顺利起动，就必须保证有足够的起动电流倍数，需要寻找一个恰当的平衡点可以在降低电机起动冲击的同时保障电机不致卡顿堵转。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的旨在克服现有技术的缺陷，提供一种星三角技改兼具可控硅软起装置，在保留既有星三角起动方式的同时具备可控硅软起动的功能，实现现有设备的技术改造升级，利用可控硅软起动器的良好电流闸阀通断特性，控制电机起动电流的大小，有效缓解起动过程中的冲击现象，同时保留星三角起动方式，具备紧急起动功能，有效减少现场整改的工作量和材料利用率。
5.本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种星三角技改兼具可控硅软起装置，包括柜体，所述柜体内集成有可控硅软起动器、电源开关、星型接触器、角型接触器以及旁路接触器，所述可控硅软起动器的一端通过所述电源开关连接至电源，另一端与电机连接，所述旁路接触器并联在所述可控硅软起动器的两端，所述角型接触器设置有两个，分别为第一角型接触器和第二角型接触器，所述第一角型接触器连接在所述可控硅软起动器与所述电机之间，所述第二角型接触器并联在所述第一角型接触器与所述电机的两端，所述星型接触器与所述电机远离所述第一角型接触器的一端连接，所述柜体内还设有二次控制单元，所述二次控制单元用于控制所述可控硅软起动器、所述星型接触器、所述角型接触器以及所述旁路接触器的起停。
6.本实用新型的进一步设置为：所述二次控制单元包括控制回路，所述控制回路包括星三角/固态切换回路、可控硅软起回路、旁路接通回路以及星三角起动回路，所述星三角/固态切换回路用于切换电机的起动模式为星三角起动或可控硅软起动，所述可控硅软
起回路用于控制所述可控硅软起动器的起动和停止，所述旁路接通回路用于控制所述旁路接触器的吸合和断开，所述星三角起动回路用于控制所述星型接触器和所述角型接触器的吸合和断开。
7.本实用新型的进一步设置为：所述控制回路还包括故障回路，所述故障回路用于实时检测所述电机起动运行过程中的故障。
8.本实用新型的进一步设置为：所述二次控制单元还包括电流测量回路和电压测量回路，所述电流测量回路包括电流互感器、热继电器和电流表，所述电压测量回路包括电压表，所述电流互感器和所述热继电器设置在所述柜体内，用于在星三角起动模式和可控硅软起模式下保护整套装置，所述电流表和所述电压表设置在所述柜体的门板上，用于监测并显示所述装置运行的电流电压值。
9.本实用新型的进一步设置为：所述门板上设置有转换开关，所述转换开关与所述星三角/固态切换回路连接。
10.本实用新型的进一步设置为：所述柜体内设置有散热风机，所述门板上设置有若干个散热孔。
11.本实用新型的有益效果是：
12.1、本实用新型的星三角技改兼具可控硅软起装置，可以在不需要对原有的星三角起动回路的动力电缆接线改动的情况下，将可控硅软起动器直接串接于原有的星三角回路中，使电机在保留既有星三角起动方式的同时兼具可控硅软起动的功能，通过设置可控硅软起动器、星型接触器、角型接触器以及旁路接触器组成切换电路，通过起动模式的选择以及控制回路进行控制，实现可控硅软起模式和星三角起动模式的兼容和切换。
13.2、相对于原有的星三角起动回路，可控硅软起动器对电机起动电流倍数的可整定范围大，能够改善起动过程的电流冲击，同时利用可控硅软起动器的无极脉冲触发功能，在系统和器件允许的安全值范围内灵活的设置电机起动电流的大小，实现优化起动效果的预期目标，在降低电机起动冲击的同时保障电机不致卡顿堵转。
14.3、本实用新型的星三角技改兼具可控硅软起装置，电路保护和显示界面的出口统一，整体控制单元规整简化，避免出现误操作的情况，可实现老旧设备的技术升级改造，对现场实际运行的电流冲击状况起到良好的改善效果，具有广泛的市场应用前景。
附图说明
15.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本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。
16.图1是本实用新型的柜体主视结构示意图；
17.图2是本实用新型的柜体去掉门板的主视结构示意图；
18.图3是本实用新型的柜体去掉侧封板的侧视结构示意图；
19.图4是本实用新型的星三角柜的结构示意图；
20.图5是本实用新型的电气原理图；
21.图6是本实用新型的控制回路结构示意图；
22.图7是本实用新型的星三角起动回路结构示意图；
23.图8是本实用新型的电流测量回路结构示意图；
24.图9是本实用新型的电压测量回路结构示意图。
25.图中，1、柜体；2、可控硅软起动器；3、电源开关；4、星型接触器；5、角型接触器；6、旁路接触器；7、电机；8、星三角/固态切换回路；9、可控硅软起回路；10、旁路接通回路；11、星三角起动回路；12、故障回路；13、电流互感器；14、热继电器；15、电流表；16、电压表；17、门板；18、散热孔。
具体实施方式
26.下面将结合具体实施例对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
27.参见图1～图5，一种星三角技改兼具可控硅软起装置，包括柜体1，柜体1内集成有可控硅软起动器2、电源开关3、星型接触器4、角型接触器5以及旁路接触器6，可控硅软起动器2的一端通过电源开关3连接至电源，另一端与电机7连接，旁路接触器6并联在可控硅软起动器2的两端，角型接触器5设置有两个，分别为第一角型接触器和第二角型接触器，第一角型接触器连接在可控硅软起动器2与电机7之间，第二角型接触器并联在第一角型接触器与电机7的两端，星型接触器4与电机7远离第一角型接触器的一端连接，柜体1内还设有二次控制单元，二次控制单元用于控制可控硅软起动器2、星型接触器4、角型接触器5以及旁路接触器6的起停。本实用新型的星三角技改兼具可控硅软起装置，通过电源开关3开断电源，可控硅软起动器2、星型接触器4、角型接触器5以及旁路接触器6组成切换电路，通过起动模式的选择和控制回路进行控制，实现可控硅软起模式和星三角起动模式的兼容。在可控硅软起模式下，星型接触器4断开，角型接触器5吸合，旁路接触器6在电机7起动完成后短接，实现电机7的旁路运转；在星三角起动模式下，星型接触器4和第一角型接触器在起动时均吸合，达到预设时限后，星型接触器4断开，两个角型接触器5均吸合，实现电机7的角接，旁路接触器6在采用星三角起动时直接短接，做电源接通回路之用。本实施例可利用旧设备中星三角柜的角型接触器5，完成电机7的额定功率接线，可避免对既有设备动力电缆的改造，起到有效节约安装施工时间和物料的作用；旁路接触器6在可控硅软起方式故障时可直接吸合转换为星三角起动的电源通路，无需额外增加星三角起动用电源回路开关。星型接触器4、角型接触器5和旁路接触器6都按照预定指令接受两种起动方式的控制，实现不同模式下的动作转换，具备完备的电气互锁机制。
28.需要说明的是，可控硅软起动器2采用三相反并联可控硅作为调压器，可将其串入电源和电机7定子之间。使用可控硅软起动器2起动电机7时，通过触发回路控制可控硅的导通角，来改变电机7定子端的输入电压，控制导通角逐渐增加，电机7定子端电压提升，伴随的效果就是电机7加速，至可控硅完全导通，达到全压运转，实现电机7平滑启动，降低起动电流，避免起动过流跳闸。当电机7达到额定转速时，起动过程结束，可控硅软起动器2发出旁路指令，旁路接触器6短接，电机7由电网侧直接供电，可控硅软起动器2停止工作，降低其在线时长，进而延长可控硅软起动器2的使用寿命。
29.参见图6，二次控制单元包括控制回路，控制回路包括星三角/固态切换回路8、可控硅软起回路9、旁路接通回路10以及星三角起动回路11，星三角/固态切换回路8用于切换电机7的起动模式为星三角起动或可控硅软起动，可控硅软起回路9用于控制可控硅软起动器2的起动和停止，旁路接通回路10用于控制旁路接触器6的吸合和断开，星三角起动回路11用于控制星型接触器4和角型接触器5的吸合和断开，控制回路还包括故障回路12，故障回路12用于实时检测电机7起动运行过程中的故障。
30.参见图7和图8，二次控制单元还包括电流测量回路和电压测量回路，电流测量回路包括电流互感器13、热继电器14和电流表15，电压测量回路包括电压表16，电流互感器13和热继电器14设置在柜体1内，用于在星三角起动模式和可控硅软起模式下保护整套装置，电流表15和电压表16设置在柜体1的门板17上，用于监测并显示装置运行的电流电压值。在可控硅软起模式和星三角起动模式下，公用电流互感器13、热继电器14、电流表15以及电压表16，测量仪表和热继保护整定在转换起动模式时无需另做调整，在公共回路中配置热继电器14，可实现两种模式下电机7保护功能的出口统一。
31.具体的，门板17上设置有转换开关，转换开关与星三角/固态切换回路8连接，通过转换开关可进行一键切换，实现电机7的起动回路由可控硅软起模式切换为星三角起动模式。柜体1内设置有散热风机，门板17上设置有若干个散热孔18，能够有效的进行柜体1内外的空气循环，维持在安全的温度限定值内，可实现可控硅软起装置的在线运行和软停功能。
32.工作原理：合上电源开关3，电机7起动模式为可控硅软起模式，控制可控硅软起动器2运行在限流模式，通过星型接触器4和角型接触器5的切换组合，控制角型接触器5使电机7绕组工作在额定功率下，从而实现电机7起动对电网冲击的有效缓解；当可控硅软起模式出现故障时，可通过转换开关一键切换，将电机7的起动回路切换为星三角起动模式，并利用旁路接触器6接通电机7的起动回路电源，实现星三角的通断，在紧急情况下，保障电机7仍具备星三角起动的功能。两种起动模式下，电流互感器13、热继电器14提供整套起动装置的保护功能，电流表15、电压表16显示装置运行数值，两种模式下监测、保护器件统一。可控硅软起模式和星三角起动模式可任意切换，在可控硅软起动器2故障不能工作的紧急情况下，可立即使用星三角起动回路11完成对电机7的起动。