專利名稱：一種高壓電動機(jī)磁控軟起動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種高壓電動機(jī)磁控軟起動裝置，主要適用于串接在高壓電動機(jī)定子回路進(jìn)行降壓軟起動，特別適用于500KW以上、6-IOKV高 壓電動機(jī)的軟啟動，屬于電動機(jī)拖動控制技術(shù)領(lǐng)域。醬番坊太 悶豕?jié)h小目前高壓電動機(jī)有采用自耦變壓器進(jìn)行起動，但自耦變壓器一旦設(shè)計 制造成型參數(shù)就不可更改，只能通過預(yù)調(diào)觸頭進(jìn)行有限的預(yù)調(diào)節(jié)，起動過 程只能在恒定電壓下進(jìn)行、無法調(diào)節(jié)不能實(shí)現(xiàn)軟起動。新面市的有一種采 用磁飽和電抗器進(jìn)行可調(diào)起動的軟起動產(chǎn)品，也稱磁控軟起動產(chǎn)品，它是 采用三相交流繞組和一組直流勵磁繞組，通過調(diào)節(jié)直流勵磁的大小來調(diào)節(jié) 交流繞組的飽和度達(dá)到起動過程可調(diào)的目的。但它由于需注入直流，噪音 大、調(diào)節(jié)范圍有限，諧波也大、損耗也大。而直接采用晶閘管串聯(lián)技術(shù)進(jìn) 行調(diào)壓的固態(tài)軟起動，由于高壓下晶閘管的串并聯(lián)技術(shù)帶來的一系列技術(shù) 性問題，使之可靠性、綜合經(jīng)濟(jì)性等都較差且?guī)磔^大的諧波污染，目前 較難推廣。也有文獻(xiàn)公開一種高壓電動機(jī)軟啟動及調(diào)速裝置，采用所謂的 開關(guān)變壓器，控制電路是以可編程PLC根據(jù)給定電壓和反饋電壓、反饋電 流構(gòu)成PID控制，其控制復(fù)雜，穩(wěn)定性差，通過調(diào)節(jié)晶閘管的關(guān)斷與導(dǎo)通 的時間比來控制變壓器付邊繞組的關(guān)斷與導(dǎo)通的時間比、改變電動機(jī)端電 壓方式的方案，形成明顯的關(guān)斷和導(dǎo)通狀態(tài)，屬于采用通-斷控制的方式進(jìn) 行調(diào)節(jié)，其導(dǎo)通和關(guān)斷的時間長，這樣電機(jī)端得不出連續(xù)平滑的端電壓， 還會形成突變，其降壓起動的效果很不理想。為了解決上述問題，本申請人于2004年10月19日向中國國家知識產(chǎn)
權(quán)局提交的專利號為ZI200420077020. 0的"一種高壓電動機(jī)磁控軟起動裝 置"。通過采用移相儲發(fā)控制技術(shù)進(jìn)行相位控制，使晶閘管在一個周期內(nèi)改 變限定的時刻快速調(diào)節(jié)三相變壓器低壓側(cè)的輸出狀態(tài)來達(dá)到改變串入電機(jī) 啟動回路高壓側(cè)的繞組分壓情況，從而克服已有技術(shù)的上述不足。但是，在實(shí)際應(yīng)用中，依然感覺到所有上述提到的這些高壓電動機(jī)軟 啟動裝置的體積過大，給特定條件下的設(shè)備安裝帶來一定的難處。實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種利用變壓器的磁通技術(shù)及隔離原理, 提供一種可調(diào)節(jié)、可控制的高壓電動機(jī)軟起動裝置，尤其是希望它能夠適 當(dāng)?shù)乜s小安裝體積，減小對安裝環(huán)境的空間要求。這種高壓電動機(jī)磁控軟起動裝置，主要由三相變壓器、至少六只晶閘 管及移相觸發(fā)控制電路和柜體組成；其中的三相變壓器為降壓變壓器，其 特征在于所述降壓變壓器的一次側(cè)的每一相直接與主運(yùn)行開關(guān)1QF的一 端相連，另一端與主運(yùn)行開關(guān)1QF的另一端相連，其二次側(cè)每組繞組的兩 端直接與一組反并聯(lián)晶閘管并聯(lián)，每組反并聯(lián)晶閘管至少由兩只晶閘管組 成；移相觸發(fā)控制電路的每組觸發(fā)信號的兩端分別與每只晶閘管的觸發(fā)極 G和控制極K相連。所述的移相觸發(fā)控制電路由控制電源單元、同步信號單元、給定信號 單元、壓頻轉(zhuǎn)換單元、調(diào)節(jié)控制單元、定時單元、觸發(fā)與隔離單元組成。 所述的反并聯(lián)晶閘管兩端并聯(lián)阻容吸收回路。所述的三相變壓器一次側(cè)繞組和二次側(cè)繞組的匣數(shù)比例為3 8: 1。 根據(jù)以上技術(shù)方案提出的這種高壓電動機(jī)磁控軟起動裝置，不僅保留 了已有相關(guān)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，更主要的是可以有效地減小設(shè)備對安裝空間的要求。


圖1為本實(shí)用新型的電氣原理圖；圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為移相觸發(fā)控制電路的另一個實(shí)施例的工作框圖；圖4為現(xiàn)有高壓電動機(jī)軟起動裝置電氣原理圖。圖中l(wèi)-三相變壓器；2-晶閘管；3-移相觸發(fā)控制電路；3. 1-控制電 源單元；3.2-同步信號單元；3.3-給定信號單元；3. 4-CPU控制單元；3.5-觸發(fā)與隔離單元；3.6-壓頻轉(zhuǎn)換單元；3.7-調(diào)節(jié)控制單元；3.8-定時單元;3.9相序檢測單元；4-阻容吸收回路；5-柜體。
具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖進(jìn)一步描述本實(shí)用新型，并給出實(shí)施例。圖1 -圖3是本實(shí)用新型的一個實(shí)施例。高壓電動機(jī)軟起動裝置由一只 三相變壓器1、六只晶閘管2及移相觸發(fā)控制電路3和柜體5組成(十二 只或十八只晶閘管2為另外的實(shí)施例)；三相變壓器1、晶閘管2及移相觸 發(fā)單元3安裝在一個柜體內(nèi)，如果容量大，三相變壓器1則在柜體外單獨(dú) 安裝；三相變壓器1為降壓變壓器，其一次側(cè)的每一相直接與主運(yùn)行開關(guān)1QF的一端相連，另一端與主運(yùn)行開關(guān)的另一端相連，其二次側(cè)每組繞組 的兩端直接與一組反并聯(lián)晶闡管2并聯(lián)，每組反并聯(lián)晶閘管2至少由兩只 晶閘管組成；移相觸發(fā)控制電路3的每組觸發(fā)信號的兩端分別與每只晶閘 管的觸發(fā)極G和控制極K相連。所述的移相觸發(fā)控制電路3由控制電源單元3.1、同步信號單元3. 2、 給定信號單元3.3、 CPU控制單元3.4、觸發(fā)與隔離單元3. 5組成，圖3中 的移相觸發(fā)控制電路3由控制電源單元3. 1、同步信號單元3. 2、給定信號 單元3.3、壓頻轉(zhuǎn)換單元3.6、調(diào)節(jié)控制單元3.7、定時單元3.8、觸發(fā)與 隔離單元3. 5組成另外的實(shí)施例；所述的反并聯(lián)晶閘管兩端并聯(lián)阻容吸收 回路4;所述三相變壓器2—次側(cè)繞組和二次側(cè)繞組的匝數(shù)比例為3: 1， 也可是5: 1，還可以是8: 1，以控制三枏變壓器2二次側(cè)的電壓電流的大 小，避免晶閘管的串并聯(lián)。對本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)、原理、效果作進(jìn)一步的說明如下三相變壓器1 安裝在柜體5的下部，上面安裝的晶閘管2與三相變壓器1之間通過母線電連接；阻容吸收回路4與晶閘管2就近安裝且并聯(lián)電連接，也可以安裝 在變壓器1的二次側(cè)相關(guān)端子之間；移相觸發(fā)控制電路3安裝在柜體1內(nèi) 上部的控制板上，并且與晶閘管2之間電連接；晶閘管2的開斷或?qū)〞r 間處于ms級，起動開始時，以其中一相為例，VT1、 VT2均截止，三相變 壓器1處于近似開路狀態(tài)， 一次側(cè)因為存在較大的勵磁阻抗而使電機(jī)M端 電壓較低，起到了降壓作用；由于變壓器不論怎么連接，其電壓、匝數(shù)與 電流間的Ul/U2=nl/n2=I2/Il的基本特性不會改變。在起動過程中，在一 個周波(20ms)內(nèi)，如當(dāng)變壓器二次側(cè)出現(xiàn)正向電壓時，如同一相內(nèi)VT1 經(jīng)觸發(fā)導(dǎo)通，而當(dāng)變壓器的二次側(cè)出現(xiàn)反向電壓時，VT1截止一次側(cè)勵磁 阻抗逐漸增大抑制電機(jī)端電壓，但很快VT2經(jīng)觸發(fā)導(dǎo)通，進(jìn)行平滑調(diào)節(jié)。 另外兩相也按同樣的規(guī)律進(jìn)行控制，使電動機(jī)回路的起動電流也得以平滑 穩(wěn)定，在起動回路不需另加(電抗器)電感進(jìn)行平波。如圖3所示的另一種觸發(fā)移相控制電路3由同步信號單元3. 2采集的 三相同步信號一路進(jìn)入邏輯控制單元3. 7作為晶閘管控制的基準(zhǔn)，另一路 送入相序檢測單元3. 9進(jìn)行主電源的相序檢測，以保證觸發(fā)信號的順序正 常；給定信號單元3.3產(chǎn)生與起動特性相應(yīng)的控制信號，經(jīng)過壓頻轉(zhuǎn)換單 元3.6進(jìn)行電壓頻率信號轉(zhuǎn)換，發(fā)出變頻信號送進(jìn)邏輯控制單元3.7;定 時單元3. 8通過振蕩和計數(shù)電路提供觸發(fā)脈沖的各種參數(shù)并送到邏輯控制 單元3.7，如脈寬寬度、數(shù)量、雙脈沖間的間隔等。各種信號經(jīng)邏輯控制 單元3. 7綜合處理后產(chǎn)生觸發(fā)脈沖信號，經(jīng)過觸發(fā)脈沖驅(qū)動單元3. 5放大 處理后送出六路觸發(fā)脈沖信號到晶閘管2的相應(yīng)觸發(fā)控制端G、 K上，從而 控制晶閘管2的工作狀態(tài)。電源回路3.1提供控制板的正常工作電源。通 過觸發(fā)移相控制電路3進(jìn)行移相控制，在30° 180°的觸發(fā)角范圍內(nèi)改 變晶閘管的導(dǎo)通角，就可調(diào)節(jié)在一個周波內(nèi)三相變壓器2 —次側(cè)的平均阻
抗，通過增大或減少三相變壓器2的阻抗特性來減少或增大電機(jī)的端電壓， 從而達(dá)到給電動機(jī)降壓平滑軟起動的目的。圖3實(shí)施例中的移相觸發(fā)控制 電路3用CPU控制單元3.4,所采用CPU芯片是8051系列，還可以是2051 系列；而不是圖4中的壓頻轉(zhuǎn)換單元3.6、調(diào)節(jié)控制單元3.7、定時單元3.8。
權(quán)利要求1、一種高壓電動機(jī)磁控軟起動裝置，主要由三相變壓器、至少六只晶閘管及移相觸發(fā)控制電路和柜體組成；其中的三相變壓器為降壓變壓器，其特征在于所述降壓變壓器的一次側(cè)的每一相直接與主運(yùn)行開關(guān)1QF的一端相連，另一端與主運(yùn)行開關(guān)1QF的另一端相連；其二次側(cè)每組繞組的兩端直接與一組反并聯(lián)晶閘管并聯(lián)，每組反并聯(lián)晶閘管至少由兩只晶閘管組成；移相觸發(fā)控制電路的每組觸發(fā)信號的兩端分別與每只晶閘管的觸發(fā)極G和控制極K相連。
2、 如權(quán)利要求1所述的一種高壓電動機(jī)磁控軟起動裝置，其特征在于: 所述的移相觸發(fā)控制電路由控制電源單元、同步信號單元、給定信號單元、 壓頻轉(zhuǎn)換單元、調(diào)節(jié)控制單元、定時單元、觸發(fā)與隔離單元組成。
3、 如權(quán)利要求1所述的一種高壓電動機(jī)磁控軟起動裝置，其特征在于: 所述的反并聯(lián)晶閘管兩端并聯(lián)阻容吸收回路。
4、 如權(quán)利要求1所述的一種高壓電動機(jī)磁控軟起動裝置，其特征在于: 所述的三相變壓器一次側(cè)繞組和二次側(cè)繞組的匪數(shù)比例為3 8: 1。
專利摘要一種高壓電動機(jī)磁控軟起動裝置，主要由三相變壓器、至少六只晶閘管及移相觸發(fā)控制電路和柜體組成；其中的三相變壓器為降壓變壓器，所述降壓變壓器的一次側(cè)的每一相直接與主運(yùn)行開關(guān)1QF的一端相連，另一端與主運(yùn)行開關(guān)1QF的另一端相連；其二次側(cè)每組繞組的兩端直接與一組反并聯(lián)晶閘管并聯(lián)，每組反并聯(lián)晶閘管至少由兩只晶閘管組成；移相觸發(fā)控制電路的每組觸發(fā)信號的兩端分別與每只晶閘管的觸發(fā)極G和控制極K相連。不僅保留了已有相關(guān)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，更主要的是可以有效地減小設(shè)備對安裝空間的要求。
文檔編號H02P1/26GK201044428SQ20072006927
公開日2008年4月2日 申請日期2007年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月24日
發(fā)明者孫玉鴻, 邱江霞 申請人:上海追日電氣有限公司