專利名稱:船舶艏側(cè)推主電動機(jī)起動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及電動機(jī)領(lǐng)域,具體涉及ー種利用晶閘管勵磁自動調(diào)整裝置實(shí)現(xiàn)軟啟動的船舶艏側(cè)推主電動機(jī)起動裝置。
背景技術(shù):
側(cè)推是一種產(chǎn)生船舶橫向推力的特殊裝置,能改善船舶在低速時的操縱性和安全性,提高了船舶的機(jī)動性。側(cè)推的主電動機(jī)一般功率都比較大,而對于大功率的電機(jī),如果直接起動,則起動電流很大,對電網(wǎng)將造成很大的沖擊。所以研究電機(jī)的起動方法就很要必要。在目前常用的電機(jī)起動方法有1、直接啟動。直接啟動的優(yōu)點(diǎn)是所需設(shè)備少,啟動方式簡單,成本低。但對于大容量的電動機(jī)來說,一方面是提供電源的線路和變壓器容量很難滿 足電動機(jī)直接啟動的條件,另一方面強(qiáng)大的啟動電流沖擊電網(wǎng)和電動機(jī),影響電動機(jī)的使用壽命,對電網(wǎng)不利,所以大容量的電動機(jī)和不能直接啟動的電動機(jī)都要采用降壓啟動。2、定子串電抗器或電阻動起動起動時,把電抗器接入啟動電路,啟動完成后切除。這種起動方式的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡單,能降低起動電流。缺點(diǎn)也很明顯,這種方式只能用于輕載和空載起動,因?yàn)槠饎与娏鳒p少的同時,起動轉(zhuǎn)矩減少的更多。也可以在定子繞組中串入電阻,也能降低起動電流,但由于外串電阻上有較大的功率損耗,特別對中型、大型異步電動機(jī)很不經(jīng)濟(jì)。3、自藕變壓器降壓啟動采用自耦變壓器降壓啟動,電動機(jī)的啟動電流及啟動轉(zhuǎn)矩與其端電壓的平方成比例降低,相同的啟動電流的情況下能獲得較大的啟動轉(zhuǎn)矩。自耦變壓器降壓啟動的優(yōu)點(diǎn)是可以直接人工操作控制,也可以用交流接觸器自動控制,經(jīng)久耐用,維護(hù)成本低,適合所有的空載、輕載啟動異步電動機(jī)使用。缺點(diǎn)是人工操作要配置比較貴的自偶變壓器箱(自偶補(bǔ)償器箱),自動控制要配置自藕變壓器、交流接觸器等啟動設(shè)備和元件,同吋,電動機(jī)啟動過程中自藕變壓器的切除時間點(diǎn)的設(shè)置也是ー個難題。4、Y- A降壓啟動適用于定子繞組為A連接的電動機(jī),當(dāng)啟動時接成Y,速度接近額定轉(zhuǎn)速時轉(zhuǎn)為A運(yùn)行。Y — A降壓啟動的優(yōu)點(diǎn)是不需要添置啟動設(shè)備,有啟動開關(guān)或交流接觸器等控制設(shè)備就可以實(shí)現(xiàn),缺點(diǎn)是只能用于A連接的電動機(jī),大型異步電機(jī)不能重載啟動。5、軟起動軟起動器是一種集電機(jī)軟起動、軟停車、輕載節(jié)能和多種保護(hù)功能于一體的新穎電機(jī)控制裝置,國外稱為Soft Starter。它的主要構(gòu)成是串接于電源與被控電機(jī)之間的三相反并聯(lián)閘管交流調(diào)壓器。運(yùn)用不同的方法,改變晶閘管的觸發(fā)角,就可調(diào)節(jié)晶閘管調(diào)壓電路的輸出電壓。在整個起動過程中,軟起動器的輸出是ー個平滑的升壓過程,直到晶閘管全導(dǎo)通,電機(jī)在額定電壓下工作。所以,對電機(jī)的起動方法進(jìn)行改進(jìn)就顯的很有必要。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種解決側(cè)推的主電動機(jī)起動過程中的電流沖擊,控制起動電流,減少對電網(wǎng)的沖擊的船舶艏側(cè)推主電動機(jī)起動的裝置。利用晶閘管勵磁自動調(diào)整裝置實(shí)現(xiàn)軟啟動以“育鯤”輪艏側(cè)推為例采用軸帶發(fā)電機(jī)單獨(dú)供電,發(fā)電機(jī)的端電壓即為電動機(jī)的端電壓,如果在起動主電動機(jī)時我們采用某種辦法先使發(fā)電機(jī)的端電壓為零,然后逐漸升高發(fā)電機(jī)端電壓,電壓升高時電動機(jī)轉(zhuǎn)速也逐漸升高,那么起動電流就會一直處于較低狀態(tài)下,當(dāng)達(dá)到額定電壓時,電動機(jī)也達(dá)到額定轉(zhuǎn)速,從而實(shí)現(xiàn)無沖擊電流的軟啟動。本發(fā)明所述的船舶艏側(cè)推主電動機(jī)起動裝置設(shè)備簡單,僅需對發(fā)電機(jī)的勵磁裝置調(diào)整裝置做適當(dāng)改進(jìn);起動電流一直低于電動機(jī)額定電流,啟動過程比較平穩(wěn),對電網(wǎng)基本沒有電流沖擊。
以下結(jié)合附圖
和實(shí)施案例進(jìn)一步闡述本發(fā)明。圖I是本發(fā)明的驅(qū)動電機(jī)軟啟動的單線原理設(shè)計(jì)框圖;圖2是本發(fā)明的單相半波可控整流電路;圖3是本發(fā)明的I號控制電路;圖4是本發(fā)明的2號控制電路。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合實(shí)施例來說明本發(fā)明所述的船舶艏側(cè)推主電動機(jī)起動裝置。實(shí)施例I。本發(fā)明所述的船舶艏側(cè)推主電動機(jī)起動裝置,利用晶閘管勵磁自動調(diào)整裝置實(shí)現(xiàn)軟啟動。以“育鯤”輪艏側(cè)推為例采用軸帶發(fā)電機(jī)單獨(dú)供電,發(fā)電機(jī)的端電壓即為電動機(jī)的端電壓,如果在起動主電動機(jī)時我們采用某種辦法先使發(fā)電機(jī)的端電壓為零,然后逐漸升高發(fā)電機(jī)端電壓,電壓升高時電動機(jī)轉(zhuǎn)速也逐漸升高,那么起動電流就會一直處于較低狀態(tài)下,當(dāng)達(dá)到額定電壓時,電動機(jī)也達(dá)到額定轉(zhuǎn)速,從而實(shí)現(xiàn)無沖擊電流的軟啟動。本方案探討的是發(fā)電機(jī)與側(cè)推構(gòu)成的G-M系統(tǒng),如圖I所示,該裝置是受發(fā)電機(jī)晶閘管勵磁自動調(diào)整裝置啟發(fā)設(shè)計(jì)出的,由兩個勵磁自動調(diào)整裝置并聯(lián)而成,每個裝置由整流主回路和控制電路兩部分組成,整流主回路由同步發(fā)電機(jī)的電樞繞組、晶閘管元件、續(xù)流二極管,勵磁繞組等組成;控制電路由測量比較、穩(wěn)定電路、移相觸發(fā)單元等組成。如圖2為整流裝置電路圖,采用元件少,線路簡單,安裝維護(hù)方便的單相半波可控整流電路,其中續(xù)流二極管的作用是當(dāng)發(fā)電機(jī)端電壓瞬時值下降過零時,勵磁電流已處于逐漸減小過程中,在勵磁繞組兩端將感應(yīng)一個電勢,該電勢力圖阻止勵磁電流的減小,如果電路中無二極管D,則只要該感應(yīng)電勢比整流電源電壓高,晶閘管上因承受正向電壓,就會繼續(xù)導(dǎo)通而失控;當(dāng)與勵磁繞組并聯(lián)一個二極管D后,則勵磁繞組的感應(yīng)電勢(反電勢)可經(jīng)D構(gòu)成回路使勵磁電流繼續(xù)流通,因此二極管D稱續(xù)流二極管。在續(xù)流期間,晶閘管因承受反向電壓而關(guān)斷,所以不出現(xiàn)負(fù)電壓。圖3-4為I號控制電路,采集電壓信號,主要是為了實(shí)現(xiàn)自動電壓調(diào)整的功能,給定額定電壓,當(dāng)檢測到發(fā)電機(jī)端電壓與給定值有偏差時,通過比較放大電路把偏差信號送給觸發(fā)器電路,發(fā)出控制信號,改變晶閘管的導(dǎo)通角,增大或減小勵磁電流,使發(fā)電機(jī)電壓維持不變。如圖3為2號控制電路,采集電流信號,主要功能是通過控制勵磁電流間接控制電動機(jī)啟動電流。給定額定電流信號,當(dāng)檢測到的電流信號不大于額定電流信號時,晶閘管導(dǎo)通,當(dāng)大于給定信號時,按偏差關(guān)小晶閘管的導(dǎo)通角,使其等于額定電流。當(dāng)軸發(fā)向主電網(wǎng)供電時,2號裝置通過開關(guān)S4被切除,由一號裝置來維持機(jī)端電壓的恒定。當(dāng)軸發(fā)單獨(dú)為側(cè)推供電時,側(cè)推電動機(jī)啟動過程中,I號裝置通過S3被切除,2號工作?,F(xiàn)對軟啟動過程做一下說明當(dāng)軸帶發(fā)電機(jī)已經(jīng)起動,機(jī)端電壓已達(dá)到380V,母聯(lián)開關(guān)已經(jīng)分閘,側(cè)推系統(tǒng)已經(jīng)準(zhǔn)備完畢,按下側(cè)推起動按鈕,則SI閉合,勵磁線圈被短接,機(jī)端電壓變?yōu)橛墒4女a(chǎn)生的電壓,延時幾秒后,S2、S4常開閉合,S2常閉打開,勵磁線圈短接被解除,發(fā)電機(jī)開始起壓,電動機(jī)也開始起動,電動機(jī)啟動過程中,I號裝置未被接入。當(dāng)起動電流小于電動機(jī)額定電流時,2號裝置不起調(diào)節(jié)作用,當(dāng)起動電流達(dá)到額定電流時,2號裝置開始工作,通過控制晶閘管的導(dǎo)通角維持起動電流在額定電流附近,電動機(jī)轉(zhuǎn)速逐漸升高,一段時間后,電流又小于額定電流,2號停止工作,發(fā)電機(jī)繼續(xù)升壓,當(dāng)升到額定電壓時,I號裝置被接入,控制機(jī)端電壓恒定,啟動結(jié)束,延時一段時間切除2號勵磁調(diào)整裝置。以上所述,僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
,但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此,任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi),根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變,都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.船舶艏側(cè)推主電動機(jī)起動裝置,其特征在于利用晶閘管勵磁自動調(diào)整裝置實(shí)現(xiàn)軟 啟動;所述的起動裝置由兩個勵磁自動調(diào)整裝置并聯(lián)而成,每個裝置由整流主回路和控制電路兩部分組成,整流主回路由同步發(fā)電機(jī)的電樞繞組、晶閘管元件、續(xù)流二極管,勵磁繞組等組成;控制電路由測量比較、穩(wěn)定電路、移相觸發(fā)單元等組成;采用軸帶發(fā)電機(jī)單獨(dú)供電,發(fā)電機(jī)的端電壓即為電動機(jī)的端電壓。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種船舶艏側(cè)推主電動機(jī)起動裝置。本實(shí)用新型利用晶閘管勵磁自動調(diào)整裝置實(shí)現(xiàn)軟啟動以“育鯤”輪艏側(cè)推為例采用軸帶發(fā)電機(jī)單獨(dú)供電,發(fā)電機(jī)的端電壓即為電動機(jī)的端電壓,如果在起動主電動機(jī)時我們采用某種辦法先使發(fā)電機(jī)的端電壓為零,然后逐漸升高發(fā)電機(jī)端電壓,電壓升高時電動機(jī)轉(zhuǎn)速也逐漸升高,那么起動電流就會一直處于較低狀態(tài)下,當(dāng)達(dá)到額定電壓時,電動機(jī)也達(dá)到額定轉(zhuǎn)速,從而實(shí)現(xiàn)無沖擊電流的軟啟動。這種起動方法使得設(shè)備簡單,僅需對發(fā)電機(jī)的勵磁裝置調(diào)整裝置做適當(dāng)改進(jìn);起動電流一直低于電動機(jī)額定電流,啟動過程比較平穩(wěn),對電網(wǎng)基本沒有電流沖擊。
文檔編號H02P1/28GK202424597SQ201120497439
公開日2012年9月5日 申請日期2011年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月5日
發(fā)明者盧賢基, 宗許寧 申請人:大連海事大學(xué)