專利名稱：行進(jìn)式電動機軟啟動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型應(yīng)用在高低壓異步電動機、同步電動機的軟啟動領(lǐng)域，具 體涉及一種行進(jìn)式電動機軟啟動裝置。
背景技術(shù)：
目前，各類電動機的啟動分類為全壓啟動和降壓啟動，對于小功率低 壓的電動機基本上采用全壓啟。所謂全壓啟動是按照電動機的額定工作電 壓值派給電壓啟動，但這樣的啟動方式一般適用于低壓小功率的電動機， 對于那些大功率或者是高壓大功率的電動機，如果采用全壓啟動時有很大
的缺點 一是需要提供較大的功率源，增加了啟動成本，同時對電網(wǎng)的沖 擊比較大，影響到旁置設(shè)備的正常運行。二是對供電設(shè)備沖擊較大，容易 造成供電設(shè)備的損壞。三是對電動機本身的沖擊，從而縮短電動機使用壽 命等等。由此許多高壓大功率的電動機啟動均采用降低派給電壓和限制啟 動電流的啟動方式，即所謂的l欠啟動方式。目前最常用的軟啟動方式有以 下幾種。
1、 降低派給電壓啟動。例如采用物理降壓或者Y-A的轉(zhuǎn)換，人為降 低啟動電壓，當(dāng)運轉(zhuǎn)速度到一定值后再投全壓。
2、 固態(tài)電阻限流啟動。
3、 液態(tài)電阻限流啟動，即水電阻法。
4、 電抗器限制電流啟動，此類方式有多條分支。
5、 可控石圭串聯(lián)啟動。
6、 變頻啟動。
以上的啟動方式在實際的工作中都得到運用，但均存在一些不可克服 的缺陷。例如價格昂貴， 一次性才殳資大，維護(hù)費用高，諧波污染嚴(yán)重， 如變頻啟動，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，節(jié)能效果不顯著，損壞率較高等。
以上所介紹的軟啟動方式中，又以電抗方式應(yīng)用最為廣泛，因為它的 分支最多。如開關(guān)變壓器、飽和電抗器、自耦變壓器等。我們以最常用 的開關(guān)變壓器為例，如附圖1。
此方式的原理是通過對變壓器副邊的雙向可控硅的控制，而改變變壓 器副邊的負(fù)載，從而改變變壓器原邊的電抗，來達(dá)到電動機啟動時對其啟 動電流的限制。這種模式目前市場上最多。但這種方式致命的缺點壽命 不高，尤其是變壓器的副邊的可控硅，因為其控制及過壓原因極易損壞，這樣就增加了設(shè)備的維護(hù)成本，同時此設(shè)備的控制部分技術(shù)含量高，維護(hù) 和調(diào)試復(fù)雜，工作量也大，這些均限制廠家的使用。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型為了克服現(xiàn)有的上述技術(shù)存在的問題，而提供一種行進(jìn)式 電動機軟啟動裝置，通過改變電感的電抗量的方法，使得整套軟啟動設(shè)備
操作方便，維護(hù)簡單，運行穩(wěn)定，成本低廉，約為同類產(chǎn)品的1/3,經(jīng)過 大量的模擬和現(xiàn)場實驗證明，此裝置確實可行。 本實用新型的技術(shù)方案為
行進(jìn)式電動機軟啟動裝置，由電抗器、磁芯牽引機和自動控制箱三個 部分組成，自動控制箱由CPU單元、輸入口單元、輸出口單元、變頻輸出 單元組成，電抗器是由三組線圈和磁芯構(gòu)成，且磁芯分成可軸向移動磁芯 和固定磁芯二部分，每相電壓為一組線圏，三組線圈分別纏繞在可軸向移 動磁芯上，自動控制箱的輸出口單元與并聯(lián)一個旁路主開關(guān)的每組線圈、 電動機和輸入口單元連接成回路，自動控制箱的變頻輸出單元與磁芯牽引 機相連，》茲芯牽引機與電抗器的可軸向移動》茲芯相連。
① 電抗器的磁隙是可改變，線圏可根據(jù)不同容量的電動機進(jìn)行設(shè)計；
② ;茲芯牽引機由一小型的電動機作為原動力，通過機械減速箱和曲 線輪完成對可軸向移動;茲芯行進(jìn)動作，改變電抗器的》茲隙；
③ 自動控制箱由CPU單元、輸入口單元、輸出口單元、變頻輸出單 元組成，作用是由輸入口單元采集電動機的實時轉(zhuǎn)速，由CPU進(jìn)行判斷， 由輸出口單元給出旁路主開關(guān)的合閘與跳閘信號，變頻輸出單元作為改變 可軸向移動磁芯行進(jìn)速率，控制牽引電機的轉(zhuǎn)速。
本實用新型實現(xiàn)的電動機軟啟動，電路簡單，原理清楚，操作方便， 維護(hù)量小，投資省，見效快，是電動機軟啟動中一種新型啟動方式，具有 廣闊的發(fā)展前途。


圖1為常用的開關(guān)變壓器對電動機軟啟動的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為本實用新型的對電動機軟啟動的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步的描述。
如圖2所示，本實用新型由電抗器、磁芯牽引機l和自動控制箱三個 部分組成，自動控制箱由CPU單元、輸入口單元、輸出口單元、變頻輸出 單元組成，電抗器是由三組線圈3和磁芯構(gòu)成，且磁芯分成可軸向移動磁 芯2和固定石茲芯二部分，每相電壓為一組線圈，三組線圈3分別纏繞在可軸向移動磁芯2上，自動控制箱的輸出口單元與并聯(lián)一個旁路主開關(guān)的每
組線圈、電動機5和輸入口單元連接成回路，自動控制箱的變頻輸出單元 與磁芯牽引機l相連，磁芯牽引機l與電抗器的可軸向移動磁芯2相連。
電抗器的磁隙是可改變，線圈可根據(jù)不同容量的電動機進(jìn)行設(shè)計；
② 磁芯牽引機由一小型的電動機作為原動力，通過機械減速箱和曲 線輪完成對可軸向移動磁芯2行進(jìn)動作，改變電抗器的磁隙4;
③ 自動控制箱由CPU單元、輸入口單元、輸出口單元、變頻輸出單 元組成，作用是由輸入口單元采集電動機的實時轉(zhuǎn)速，由CPU進(jìn)行判斷， 由輸出口單元給出旁路主開關(guān)的合閘與跳閘信號，變頻輸出單元作為改變 可軸向移動磁芯行進(jìn)速率，控制牽引電機的轉(zhuǎn)速。
如圖2所示，通過機械動力將-茲芯在電感線圈產(chǎn)生位移，/人而改變線
圈的電感量。以下算式是電感量與電抗的關(guān)系式Z = ^ =2;r^L ............①
式中Z為線圈的電抗，W為角頻率，f為線頻率，L為線圈的電感量。
v(人上面算式中看到，當(dāng)頻率為恒定時，電感的電抗與電感量成正比。 而線圈中的電感丄=^^(//)……②
式中l(wèi)為線圈的長度，N為線圈的匝數(shù)，S為線圈的截面積，u。為 真空磁導(dǎo)率，Us為線圈內(nèi)磁芯的相對磁導(dǎo)率，R為長網(wǎng)系數(shù)。H是電感單位亨。
②式為單層線圈的電感量，但對多層電感也可以作近似計算。 從式中可知，Us為線圈內(nèi)磁芯的相對磁導(dǎo)率，此系數(shù)與磁芯的磁隙近 似成反比的關(guān)系，也就是說，當(dāng)磁芯的磁路間隙發(fā)生變化，例如變大，磁 芯導(dǎo)磁率就會變小。根據(jù)上式，u。為l，其余參數(shù)為一定值時，磁隙越大， 線圈的電感量L就變小，從而感抗變小，其對電流的阻尼變小，根據(jù)此規(guī) 律，我們設(shè)計出行進(jìn)式電動機軟啟動裝置。才艮據(jù)圖示，電動機啟動前將此 線圈串入回路中，并使線圈之磁芯的磁隙處在最小的位置。合上啟動電源， 由于電抗的阻尼作用，使電動機的啟動電流限制在規(guī)定值范圍內(nèi)，電動機 在低電流下無沖擊啟動，然后通過控制電機的拖動，使線圈的;茲芯的磁隙 隨時間增加而增大。由上所述，線圈的電抗隨時間增加而變小，通過電才幾 的電流逐步增加，電機的轉(zhuǎn)速也隨之增加。當(dāng)電機轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后， 由旁路主開關(guān)將全電壓投入，電機才殳入正常運行，隨之，軟啟動裝置自動 退出回路，從而完成電機軟啟動的全部才乘作過程。同時通過逆向方式，可 實現(xiàn)電動機的軟停車的操作。
權(quán)利要求1、行進(jìn)式電動機軟啟動裝置，由電抗器、磁芯牽引機和自動控制箱三個部分組成，自動控制箱由CPU單元、輸入口單元、輸出口單元、變頻輸出單元組成，其特征在于電抗器是由三組線圈和磁芯構(gòu)成，且磁芯分成可軸向移動磁芯和固定磁芯二部分，每相電壓為一組線圈，三組線圈分別纏繞在可軸向移動磁芯上，自動控制箱的輸出口單元與并聯(lián)一個旁路主開關(guān)的每組線圈、電動機和輸入口單元連接成回路，自動控制箱的變頻輸出單元與磁芯牽引機相連，磁芯牽引機與電抗器的可軸向移動磁芯相連。
專利摘要本實用新型涉及一種行進(jìn)式電動機軟啟動裝置，由電抗器、磁芯牽引機和自動控制箱三個部分組成，自動控制箱由CPU單元、輸入口單元、輸出口單元、變頻輸出單元組成，電抗器是由三組線圈和磁芯構(gòu)成，且磁芯分成可軸向移動磁芯和固定磁芯二部分，每相電壓為一組線圈，三組線圈分別纏繞在可軸向移動磁芯上，自動控制箱的輸出口單元與并聯(lián)一個旁路主開關(guān)的每組線圈、電動機和輸入口單元連接成回路，自動控制箱的變頻輸出單元與磁芯牽引機相連，磁芯牽引機與電抗器的可軸向移動磁芯相連。本實用新型實現(xiàn)的電動機軟啟動，電路簡單，原理清楚，操作方便，維護(hù)量小，投資省，見效快，是電動機軟啟動中一種新型啟動方式，具有廣闊的發(fā)展前途。
文檔編號H02P1/28GK201226502SQ200820067340
公開日2009年4月22日 申請日期2008年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月22日
發(fā)明者暉 陳, 陳之文 申請人:武漢武水電氣技術(shù)有限責(zé)任公司