本實(shí)用新型涉及電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)裝置，具體涉及一種異步電動(dòng)機(jī)低頻重載軟啟動(dòng)裝置。

背景技術(shù)：
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電動(dòng)機(jī)作為實(shí)現(xiàn)電能與機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的基本裝置，在工業(yè)中有著相當(dāng)廣泛的應(yīng)用，特別是異步電動(dòng)機(jī)，其中對(duì)于容量比較大的電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，其啟動(dòng)方法主要包括直接啟動(dòng)、降壓?jiǎn)?dòng)和變頻啟動(dòng)三種方式：

對(duì)于直接啟動(dòng)方式，會(huì)產(chǎn)生很大的啟動(dòng)電流沖擊，在電動(dòng)機(jī)空載啟動(dòng)狀態(tài)下，啟動(dòng)電流可以達(dá)到電動(dòng)機(jī)額定電流的6倍左右，在電動(dòng)機(jī)帶負(fù)載啟動(dòng)狀態(tài)下，啟動(dòng)電流可以達(dá)到電動(dòng)機(jī)額定電流的10倍左右，過(guò)大的啟動(dòng)電流，會(huì)對(duì)電動(dòng)機(jī)本身以及電動(dòng)機(jī)所在電網(wǎng)造成很大的沖擊，不僅會(huì)使電動(dòng)機(jī)繞組劇烈發(fā)熱，降低繞組的絕緣性，影響電動(dòng)機(jī)的使用壽命，而且可能產(chǎn)生較大的電網(wǎng)壓降，影響并聯(lián)在電網(wǎng)上其他用電設(shè)備的正常運(yùn)行。

對(duì)于降壓?jiǎn)?dòng)方式，由于啟動(dòng)初期電動(dòng)機(jī)所加電壓低，因此使電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩變小，從而導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中不能帶重載啟動(dòng)。

對(duì)于變頻器啟動(dòng)方式，不僅控制方式復(fù)雜，可靠性低，而且變頻器價(jià)格昂貴，設(shè)備成本高。

針對(duì)上述問(wèn)題，研究開(kāi)發(fā)了一種電動(dòng)機(jī)重載軟啟動(dòng)方式，不僅不會(huì)產(chǎn)生很大的啟動(dòng)電流沖擊，而且啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，控制方式簡(jiǎn)單，可靠性高，設(shè)備成本低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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針對(duì)以上缺點(diǎn)和不足，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種異步電動(dòng)機(jī)低頻重載軟啟動(dòng)裝置，通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)的端電壓和頻率，使電動(dòng)機(jī)具有更小的啟動(dòng)電流和更大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使本實(shí)用新型低頻重載軟啟動(dòng)裝置同時(shí)具有啟動(dòng)電流小，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，同時(shí)控制方式簡(jiǎn)單，可靠性高，設(shè)備成本低的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案在于：

一種異步電動(dòng)機(jī)低頻重載軟啟動(dòng)裝置，包括：三相反并聯(lián)晶閘管閥組、晶閘管閥組觸發(fā)電路、光纖隔離、控制器、觸摸屏、電壓互感器、電流互感器、第一接觸器KM1、第二接觸器KM2和濾波器，所述三相反并聯(lián)晶閘管閥組與第一接觸器KM1串聯(lián)后，再與第二接觸器KM2并聯(lián)，形成的并聯(lián)電路一端連接控制電機(jī)M，另一端連接電流互感器；所述電壓互感器和電流互感器分別用于測(cè)量電壓和電流，并將測(cè)量結(jié)果輸入到控制器的輸入端；所述控制器、光纖隔離、晶閘管閥組觸發(fā)電路和三相反并聯(lián)晶閘管閥組依次連接；控制器的一個(gè)輸出端連接濾波器，一個(gè)輸入輸出端連接觸摸屏。

優(yōu)選地，所述晶閘管閥組觸發(fā)電路使用光控晶閘管觸發(fā)方式，光纖接收部分與限流電阻Rc連接后與擊穿二極管BOD(Break Over Diode)并聯(lián)，擊穿二極管BOD與晶閘管的陽(yáng)極A和門極(控制端)G并聯(lián)，晶閘管的門極(控制端)G與陰極K和電阻Rn并聯(lián)，電阻Rs和電容Cs串聯(lián)后與電阻Rb并聯(lián)，形成的并聯(lián)電路與晶閘管的陽(yáng)極A和陰極K并聯(lián)。

優(yōu)選地，所述濾波器為L(zhǎng)C串聯(lián)濾波。

優(yōu)選地，所述控制器為PLC控制器。

有益效果：

第一、由于本實(shí)用新型采用了三相反并聯(lián)晶閘管閥組與第一接觸器KM1串聯(lián)后，再與第二接觸器KM2并聯(lián)，形成的并聯(lián)電路一端連接控制電機(jī)M，另一端連接電流互感器；所述電壓互感器和電流互感器分別用于測(cè)量電壓和電流，并將測(cè)量結(jié)果輸入到控制器的輸入端；所述控制器、光纖隔離、晶閘管閥組觸發(fā)電路和三相反并聯(lián)晶閘管閥組依次連接；控制器的一個(gè)輸出端連接濾波器，一個(gè)輸入輸出端連接觸摸屏的結(jié)構(gòu)。能夠在降低電壓的同時(shí)也降低電壓的頻率，達(dá)到了限制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流的同時(shí)增大了電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，滿足了電動(dòng)機(jī)的重載啟動(dòng)需求，并保持了電網(wǎng)的穩(wěn)定性。

第二、本實(shí)用新型裝置與變頻器相比，價(jià)格經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。

第三、本實(shí)用新型加入了濾波器，通過(guò)調(diào)節(jié)濾波器中L和C的值，有效的消除電網(wǎng)中的諧波。更加利于電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行。

附圖說(shuō)明：

圖1為本實(shí)用新型的電路連接圖；

圖2為光控晶閘管觸發(fā)方式電路連接圖；

圖3為三相反并聯(lián)晶閘管閥組基本結(jié)構(gòu)圖；

圖中：1電流互感器、2電壓互感器、3三相反并聯(lián)晶閘管閥組、4晶閘管閥組觸發(fā)電路、5光纖隔離、6控制器、7觸摸屏、8濾波器、9光纖接收器。

具體實(shí)施方式：

實(shí)施例一：

如圖1所示，一種異步電動(dòng)機(jī)低頻重載軟啟動(dòng)裝置，包括：三相反并聯(lián)晶閘管閥組3、晶閘管閥組觸發(fā)電路4、光纖隔離5、控制器6、觸摸屏7、電壓互感器2、電流互感器1、第一接觸器KM1、第二接觸器KM2和濾波器8，所述三相反并聯(lián)晶閘管閥組3與第一接觸器KM1串聯(lián)后，再與第二接觸器KM2并聯(lián)，形成的并聯(lián)電路一端連接控制電機(jī)M，另一端連接電流互感器1；所述電壓互感器2和電流互感器1分別用于測(cè)量電壓和電流，并將測(cè)量結(jié)果輸入到控制器6的輸入端，所述控制器6為PLC控制器；所述控制器6、光纖隔離5、晶閘管閥組觸發(fā)電路4和三相反并聯(lián)晶閘管閥組3依次連接；控制器的一個(gè)輸出端連接濾波器8，一個(gè)輸入輸出端連接觸摸屏7，所述濾波器8為L(zhǎng)C串聯(lián)濾波器，LC串聯(lián)濾波器通過(guò)調(diào)節(jié)電感L和電容C的參數(shù)值來(lái)消除電網(wǎng)中的主要諧波，使電動(dòng)機(jī)更好的運(yùn)行，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、運(yùn)行可靠性較高、運(yùn)行費(fèi)用較低等優(yōu)點(diǎn)。

為在限制啟動(dòng)電流的同時(shí)提高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，則必須在降壓的同時(shí)降低啟動(dòng)電壓的頻率。由于晶閘管構(gòu)成的軟啟動(dòng)器的結(jié)構(gòu)相對(duì)特殊，其不具有變頻器的整流和逆變部分，所以采用離散變頻技術(shù)，離散頻率的選取原則是在提供足夠大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和相對(duì)小的啟動(dòng)電流的同時(shí)使離散變頻的時(shí)間變短，通過(guò)對(duì)離散頻率的相序和選取進(jìn)行了具體分析，為系統(tǒng)選取了十六分頻作為最高的離散頻率，四分頻為最低的頻率。

如圖3所示，a、b、c為電網(wǎng)電壓的輸入端，A、B、C三相為晶閘管調(diào)壓電路的輸出端，M為軟啟動(dòng)控制所控制的異步電動(dòng)機(jī)，V_T1、V_T2、V_T3、V_T4、V_T5、V_T6為晶閘管。

實(shí)施例二

如圖2所示，與實(shí)施例一不同之處在于，所述晶閘管閥組觸發(fā)電路4采用光控晶閘管觸發(fā)方式，采用光控式晶閘管觸發(fā)方式，可替代光纖部分而不需要改變其他結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單操作方便的特點(diǎn)。所述光控晶閘管觸發(fā)連接方式為：光纖接收部分與限流電阻Rc串聯(lián)后與擊穿二極管BOD(Break Over Diode)并聯(lián)，BOD與晶閘管的陽(yáng)極A和門極(控制端)G并聯(lián)，晶閘管的門極(控制端)G與陰極K和電阻Rn并聯(lián)，電阻Rs和電容Cs串聯(lián)后與電阻Rb并聯(lián)，形成的并聯(lián)電路與晶閘管的陽(yáng)極A和陰極K并聯(lián)。

其中光纖接收部分與光纖接收器的9輸出端和電阻R1連接后與晶閘管的陽(yáng)極A和門極(控制端)G并聯(lián)，電阻R2和晶閘管的陰極K連接，晶閘管的陽(yáng)極A和限流電阻Rc連接，限流電阻和晶閘管的陽(yáng)極A連接后與光纖接收器9的輸入端連接。

工作過(guò)程：

電源線與隔離開(kāi)關(guān)QS連接，隔離開(kāi)關(guān)QS與斷路器QF連接，斷路器QF與熔斷器FU連接，熔斷器FU連接電流互感器1。第一接觸器KM1與電機(jī)連接，在電動(dòng)機(jī)需要進(jìn)行軟啟動(dòng)時(shí),先手動(dòng)閉合隔離開(kāi)關(guān)QS、斷路器QF，給裝置中的控制器6等電器上電。通過(guò)與觸摸屏7連接的控制器6去控制與三相反并聯(lián)晶閘管閥組3串聯(lián)的第一接觸器KM1吸合,同時(shí)控制器6通過(guò)檢測(cè)到的三相電壓的過(guò)零信號(hào)作為給定觸發(fā)角的基準(zhǔn)來(lái)觸發(fā)晶閘管，按照程序預(yù)定的方式來(lái)控制啟動(dòng)過(guò)程中電動(dòng)機(jī)所獲得的電壓和頻率的大小。在啟動(dòng)時(shí)，使電動(dòng)機(jī)所加電壓降低的同時(shí)也改變頻率。達(dá)到了有效限制啟動(dòng)電流的同時(shí)，提高了電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩。當(dāng)啟動(dòng)時(shí)間或者晶閘管的觸發(fā)角小于或者等于程序設(shè)置的閥值時(shí)，輸出控制信號(hào)使第二接觸器KM2吸合并且使第一接觸器KM1斷開(kāi)，電動(dòng)機(jī)便可以并網(wǎng)運(yùn)行。

在閉合第一接觸器KM1時(shí)，同時(shí)控制器6會(huì)根據(jù)接收到的電壓電流信號(hào)調(diào)節(jié)濾波器8中電感L和電容C的參數(shù)值來(lái)消除電網(wǎng)中的主要諧波，使電動(dòng)機(jī)更好的運(yùn)行。在啟動(dòng)結(jié)束后仍然通過(guò)控制器6來(lái)調(diào)節(jié)濾波器8的相關(guān)參數(shù)值來(lái)消除電網(wǎng)中的有害諧波，在運(yùn)行過(guò)程中通過(guò)對(duì)電流和電壓進(jìn)行采樣并進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，就可以在運(yùn)行過(guò)程中實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的保護(hù)。