[實用新型]一種用于高壓異步電動機的節能軟起動裝置

無效

• 申請號: 201020260307.2
• 申請日: 2010-07-15
• 公開（公告）號: CN201750381U
• 公開（公告）日: 2011-02-16
• 發明（設計）人: 甘世紅;俞淵;褚建新;顧偉
• 申請（專利權）人: 上海海洋大學
• 主分類號: H02P1/28
• 分類號: H02P1/28
• 代理公司: 上海智力專利商標事務所 31105
• 代理人: 瞿承達

技術領域

本實用新型涉及高壓異步電動機應用的技術領域，特別是涉及一種用于高壓異步電動機的節能軟起動裝置。本實用新型可以應用在高壓抽油機、高壓水泵、高壓風機等場合，比如：電動機的額定電壓為3KV～10KV、容量在100KW以上的大功率電機等等。

背景技術

交流異步電動機廣泛用于工礦企業、交通運輸和國防工業等國民經濟各個領域，其使用量大、范圍廣，用電量占全國發電總量的60％以上。應用高壓(3KV～10KV)異步電動機的行業十分廣泛，如冶金、石油、化工、煤炭、水廠、電廠、機械加工等行業。根據1995年《電動機調速技術產業化途徑與對策的研究報告》，全國僅風機泵類設備就達4200萬臺，其中低壓小容量電動機與高壓(3KV～10KV)大容量電動機的比例為4∶1，僅風機泵類設備的高壓電動機就達800萬臺以上，如果再加上其它設備所使用的高壓異步電動機，其數量將是非常巨大的。高壓電動機的容量一般都比較大，通常都在幾百kW以上。而電動機的直接起動會產生很大的起動電流，一般可達額定電流的5～7倍，最大可達15倍，這樣大的起動電流會在電動機定子繞組和轉子導條上產生很大的沖擊力，破壞繞組絕緣和造成鼠籠條斷裂，引起電動機的故障，大電流還會產生大量的焦耳熱，降低電動機的壽命，此外電動機直接起動時的瞬時起動轉矩約為額定轉矩的2倍，對齒輪傳動設備來說，這么大大的沖擊力會使齒輪磨損加快，而對于皮帶傳動設備來說，加大了皮帶磨損甚至拉斷皮帶。

對交流異步電動機起動電流的限制，一般通過降低定子輸入電壓的方式來實現，過去人們采取的降壓措施有：定子串電抗降壓、自耦變壓器降壓、Y-Δ降壓、延邊三角形降壓等方法，對于繞線式異步電動機，還可以采取在轉子回路中串接頻敏電阻、水電阻等方法。這些方法雖然可以限制電動機的起動電流，但它們對于電動機定子電壓的調節是非連續的，導致電動機在起動過程中存在二次沖擊電流。

同時從各種電動機的使用數量上來看，三相異步電動機約占總使用量的70％左右。因此開展對三相異步電動機的節能研究，具有重要意義。軟起動器的控制對象為普通的三相異步電動機，它能對電動機的輸入電壓予以控制，而電動機的節能運行一般也需要通過調節電動機輸入電壓來實現，因而利用軟起動器本身的電壓調節能力來實現電動機的節能控制是完全可行的。這種方式不需要增加額外的節能裝置，僅僅改變系統內部的控制策略就可以達到節能的目的。

目前較為流行的低壓軟起動器為晶閘管軟起動器，而高壓軟起動器由于受到晶閘管耐壓的限制一直解決不好，由于高壓異步電動機的應用越來越多且向大型化的方向發展，其起動問題擺在我們的面前。以往對高壓大功率電動機軟起動往往采用液阻式軟起動器，這種軟起動器具有便于控制和成本低的優點，但存在占地大、消耗大量能量等缺點。

實用新型內容

為了解決現有技術中軟起動器存在的占地大、消耗大量能量、在低負荷率的情況下功率因數不能自動提高等問題，本實用新型提出了一種用于高壓異步電動機的節能軟起動裝置，其技術方案如下。

1.一種用于高壓異步電動機的節能軟起動裝置，使用三相高壓交流電源，所述的三相，其正相序的順序為A相、B相、C相，并且后者均比前者滯后120°相位角；

包括：信號檢測處理電路，同步信號電路，控制電路，觸發信號功率放大電路，功率執行電路，提供一路以上直流電源的電源電路；

三相高壓交流電源、功率執行電路和電動機順序串聯連接；電源電路的輸出端與后續用電部件相連；同步信號電路，其輸入端與三相高壓交流電源連接、其輸出端與控制電路的輸入端連接；信號檢測處理電路，其輸入端與被測電路或被測部件連接、其輸出端與控制電路的輸入端連接；觸發信號功率放大電路，其輸入端與控制電路的輸出端連接、其輸出端與功率執行電路連接；

所述的功率執行電路，包括三大組元器件，其分別串聯連接在三相高壓交流電源的接線端和高壓異步電動機的接線端之間；每一大組元器件均包括兩小組反向并聯的大功率晶閘管，在每小組中同向串聯三個以上的大功率晶閘管、并且在每個大功率晶閘管的兩端并聯連接具有均壓保護吸收作用的電路；所述的均壓是指：在一個小組中、同向串聯的各個大功率晶閘管承受相同的電壓；所述的保護吸收是指吸收尖峰電壓或尖峰電流；換言之，所述的功率執行電路共計有六小組的大功率晶閘管；所述的大功率晶閘管為單向大功率晶閘管，其均包括陽極、陰極和門極；

所述的控制電路，包括a和b：a.用于輸出觸發信號的六個輸出接口；b.編寫并輸入了自動化控制程序、具有計算判斷控制功能、能對起動電壓電流進行從小到大無級連續調節的CPU；