[發(fā)明專利]不間斷可變電壓裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980159269.1
• 申請日: 2009-05-15
• 公開（公告）號: CN102428421A
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 河邊和郎
• 申請（專利權(quán)）人: 電光株式會社
• 主分類號: G05F1/10
• 分類號: G05F1/10;H02P1/28
• 代理公司: 北京林達(dá)劉知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種不間斷可變電壓裝置，特別是涉及如下的一種不間斷可變電壓裝置：能夠用于籠型三相感應(yīng)電動機(jī)的啟動、低負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)時的節(jié)能控制、電加熱爐的溫度調(diào)整以及由配電線路的負(fù)載增大或減小所產(chǎn)生的電壓降的補(bǔ)償?shù)龋軌虿婚g斷連續(xù)或不間斷多級地改變電壓。

背景技術(shù)

例如當(dāng)啟動籠型三相感應(yīng)電動機(jī)時具有啟動電流過大的特性，另外，電加熱爐等在冷卻的狀態(tài)下電阻低，接通電源時流經(jīng)過大的電流。但是，感應(yīng)電動機(jī)在轉(zhuǎn)速增加時所流經(jīng)的電流減少，另外，電加熱爐等也在加熱時電阻變高而電流減少。并且，還存在對電加熱爐等進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)，對配電線路等補(bǔ)償由負(fù)載增大或減小所產(chǎn)生的電壓降等的要求。

因此，例如當(dāng)啟動籠型三相感應(yīng)電動機(jī)時，一般使用星三角啟動器、啟動補(bǔ)償器、電抗器啟動器等。并且，這些啟動器的擇定是考慮電動機(jī)的額定、負(fù)載的種類、啟動頻率等來確定的，但考慮到啟動電流小、加速順暢、能夠自動控制以及其它條件，廣泛使用電抗器啟動器。

電抗器啟動器具有上述那樣優(yōu)良的性能，但另一方面，需要具有與電源開關(guān)相同性能的高價的電抗器短路用開關(guān)，而且該電抗器短路用開關(guān)在啟動或運(yùn)轉(zhuǎn)切換時產(chǎn)生火花而對接點(diǎn)的損害極大。因而，存在在啟動頻率高的情況下其壽命明顯變短的缺陷。特別是，在用于大電流高電壓電路時該缺陷會成為非常嚴(yán)重的問題。另外，這類情況在使用大功率的電加熱爐的溫度調(diào)整、由配電線路的負(fù)載增大或減小所產(chǎn)生的電壓降的補(bǔ)償?shù)鹊牧鲃拥碾娏麟S時間發(fā)生變化的負(fù)載中也同樣發(fā)生。

因此在專利文獻(xiàn)1中示出了如下的一種交流電動機(jī)用啟動器：在與施加了主電路線圈的磁路相同的磁路中施加具有與主電路線圈的安匝數(shù)相反的安匝數(shù)的補(bǔ)償用線圈，在啟動時，斷開補(bǔ)償用線圈的電路，通過主電路線圈的自身電抗來抑制涌流，當(dāng)電流變小時閉合補(bǔ)償用線圈的電路，利用其相反的安匝數(shù)來限制由主電路線圈在磁路中要產(chǎn)生的磁通量。

在該專利文獻(xiàn)1所示的電路中，能夠不切斷對交流設(shè)備的電力供給而在適當(dāng)?shù)臅r刻逐步地升壓，因此，具有在其升壓時產(chǎn)生的涌流或扭矩的變化幅度小且能夠緩和對交流設(shè)備帶來的沖擊的優(yōu)點(diǎn)。但是，電抗器中始終流過電流，由該電流產(chǎn)生焦耳熱(電阻發(fā)熱)，因此存在消耗了超出所需的能量這樣的問題。

因此，在專利文獻(xiàn)2所示的交流設(shè)備用電壓調(diào)整裝置中，提出了如下的一種電路：將第一電抗器L1和第二電抗器L2與初級線圈T2串聯(lián)連接，該第二電抗器L2通過接通第一開關(guān)SW2來消除由上述初級線圈T2產(chǎn)生的磁通并具備次級線圈T22，將第二開關(guān)SW4與該電抗器串聯(lián)電路并聯(lián)連接所形成的電路串聯(lián)連接到交流設(shè)備2。在該電路中，在經(jīng)由電抗器串聯(lián)電路對交流設(shè)備2施加低電壓后的規(guī)定的時期內(nèi)，接通第一開關(guān)SW2來降低上述第一電抗器L1的電抗，從而將施加于交流設(shè)備2的電壓提高一級，之后接通上述第二開關(guān)SW4。通過這樣使電抗器串聯(lián)電路短路來施加全部電壓，轉(zhuǎn)變?yōu)檫\(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，由此在運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下使電抗器串聯(lián)電路短路，因此能夠?qū)崿F(xiàn)電抗器串聯(lián)電路的節(jié)能。

然而，在該專利文獻(xiàn)2的電路中，也是通過短路開關(guān)進(jìn)行電抗器的直接短路，因此不適于大容量的電動機(jī)的啟動。因此，在專利文獻(xiàn)3中，示出了如下兩種帶可變電抗器電路的啟動器。其中一種帶可變電抗器電路的啟動器包括：初級線圈，其與電動機(jī)的電源端子相連接，電源開關(guān)，其與初級線圈的電源側(cè)串聯(lián)連接；次級線圈，其纏繞在與初級線圈共用的鐵芯上；以及可變電抗器電路，其由帶多個中間抽頭的第三線圈、電磁接觸器以及抽頭選擇裝置構(gòu)成，該帶多個中間抽頭的第三線圈纏繞在另一個鐵芯上，該電磁接觸器與各個中間抽頭對應(yīng)地設(shè)置并與第三線圈端部相連接，改變第三線圈的長度，該抽頭選擇裝置選擇該電磁接觸器。另一種帶可變電抗器電路的啟動器包括：初級線圈，其具備與電動機(jī)的電源端子相連接的中間抽頭；電源開關(guān)和接地開關(guān)，其設(shè)置在初級線圈的電源側(cè)和接地側(cè)；次級線圈，其纏繞在與初級線圈共用的鐵芯上；以及可變電抗器電路，其由在第0029段中被描述為“纏繞在另一個鐵芯上”而在權(quán)利要求4中被描述為“纏繞在與初級線圈、次級線圈共用的鐵芯上”的帶中間抽頭的第三線圈、改變第三線圈的長度的電磁接觸器以及選擇該電磁接觸器的抽頭選擇裝置構(gòu)成。

在該專利文獻(xiàn)3的帶可變電抗器電路的啟動器中，在啟動電動機(jī)時通過抽頭選擇裝置斷開所有的電磁接觸器并接通電源開關(guān)，由此能夠利用初級線圈的電抗來降低電壓，抑制啟動電流。然后，在啟動后轉(zhuǎn)速升高時，啟動扭矩增加，啟動電流下降，因此通過抽頭選擇裝置依次接通電磁接觸器，將次級線圈的電流變?yōu)榕c第三線圈的電抗相符的電流，抵消初級線圈的一部分電抗，由此，外觀上，依次減少電抗器，從而能夠?qū)﹄妱訖C(jī)施加逐步變高的電壓。