專利名稱：智能電子式軟進相器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于進相器技術領域，具體涉及一種智能電子式軟進相器。
背景技術：
現(xiàn)有靜止式進相器是大、中型繞線式電機無功就地補償設備，適用于各行
業(yè)恒負載狀態(tài)下的90—6000kw繞線式異步電動機。目的是提高電機及電網(wǎng)的功 率因數(shù)，降低電機定子電流，降低電機溫升，節(jié)能降耗，降低生產(chǎn)成本。自激 (旋轉(zhuǎn))式進相機是六、七十年代較常見的一種繞線式電機無功就地補償設備, 由于自激(旋轉(zhuǎn))式進相機中的"整流子"結構存在轉(zhuǎn)動部件，因而存在特別 怕塵埃、壽命短、維修頻繁等缺點，由于自激(旋轉(zhuǎn))式進相機中未設有交-交 變頻技術和微機、可控硅控制技術，因而不能自動跟蹤電機運行狀態(tài)的變化來 自動調(diào)整相關參數(shù)，不能達到最佳的補償效果。而現(xiàn)有的靜止式進相器是現(xiàn)在 較理想的一種繞線式電機無功就地補償設備，但現(xiàn)有的靜止式進相器僅對恒負 載運行狀態(tài)效果顯著，如球磨機均能達到較好的補償，但是在變負載工況下， 由于變負載變化幅度較大，具有頻繁突變的特性，且呈現(xiàn)間歇過程，電容器和 現(xiàn)有的靜止式進相器均不能滿足繞線電機在變負載工況下對無功補償?shù)囊蟆?不能有效地避免進相器自身和電機及機械設備的二次沖擊。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的發(fā)明目的在于提供一種具有軟進相功能，避免進相器自身和 電機及機械設備的二次沖擊、使用壽命長、補償效果好的智能電子式軟進相器， 以解決繞線電機在變負載工況下的無功補償問題。
本實用新型的技術解決方案是 一種智能電子式軟進相器，包括由斷路器 QF1、熱過載繼電器KR、交流接觸器KM1、整流變壓器T1、交-直-交逆變器、 起動切換接觸器KM3、進相切換接觸器KM2構成的一次控制電路，交-直-交逆 變器的三個輸出端分別經(jīng)進相切換接觸器KM2、霍爾傳感器TA1—TA3與主電 機M的相應的轉(zhuǎn)子回路串接，進相切換接觸器KM2輸出端經(jīng)起動切換接觸器 KM3與起動柜連接；由進相指示電路、退相指示電路、允許進相聯(lián)鎖電路、進 相/退相電路、進相接觸器電路、起動接觸器電路、聯(lián)鎖保護電路、測量回路構 成的二次控制電路，在進相/退相電路中交流接觸器KMl上并聯(lián)時間繼電器KT。
本實用新型的技術解決方案中所述的控制電路中還每括閉環(huán)式負反饋微機 控制電路。
本實用新型KP系列智能電子式軟進相器是通過適時檢測電機的負載狀態(tài)， 根據(jù)電機的采樣控制電路變化率判斷電機的負載大小，根據(jù)電機的采樣控制電 路變化率判斷電機的負載大小，適時跟蹤補償相位，自動調(diào)整疊加于轉(zhuǎn)子回路 中附加電動勢的幅值，自動調(diào)整相關參數(shù)，從而使電機的無功補償始終保持最 佳的補償效果，節(jié)能降耗顯著；使電機高效平穩(wěn)運行，大大降低了電機的溫升， 延長了電機的使用壽命。
本實用新型是串接在電機轉(zhuǎn)子回路中，通過改變轉(zhuǎn)子電流與轉(zhuǎn)子電壓的相 位關系，進而改變電機定子電流與電壓的相應關系，達到提高電機自身的功率 因數(shù)和效率及過載能力、降低電機定子電流、降低電機自身損耗的目的。本實 用新型由于采用無轉(zhuǎn)動部件的"整流子"結構，因而具有不怕灰塵、可靠性高、 使用壽命長、維修方便的特點，是理想的取代自激式進相機的產(chǎn)品。本實用新 型與現(xiàn)有技術相比具有以下特點1)采用了先迸的交-交變頻技術和微機自動控 制技術即閉環(huán)式負反饋微機控制電路，可自動跟蹤電機負載運行狀態(tài)的變化，自 動調(diào)整相關參數(shù)，從而使電機的無功補償始終保持最佳的補償效果，節(jié)能降耗顯 著。2)降低電機定子電流10%-20%,降低線損、銅損20%-30%。 3)節(jié)能降耗顯 著，進相后可使電機功率因數(shù)提高到0. 95以上，節(jié)約無功功率80%以上，其卓 越的補償效果是普通進相器無法與之相比擬的。4)具有軟進相功能，電機及機 械設備無沖擊，延長了軟進相器和電機及機械設備的使用壽命。5)電機溫升顯 著降低，過載能力及運行效率大大提高，從而延長電機的使用壽命。6)自動跟 蹤電機運行工況的變化，自動調(diào)整疊加于轉(zhuǎn)子回路中附加電動勢的幅值，自動 調(diào)整相關參數(shù)，從而使電機的無功補償始終保持最佳的補償效果。7)補償特性 優(yōu)于電容和現(xiàn)有的進相器補償，既提高了線路的功率因數(shù)，同時也提高了電機 自身的功率因數(shù)。8)具有故障自動保護功能，操作簡單，維修保養(yǎng)不影響生產(chǎn)。 本實用新型廣泛適用于鋼鐵、木業(yè)、糖廠、橡膠業(yè)、冶金、礦山、水泥、化工、 造紙、制藥等行業(yè)大中型繞線式異步電機的變負載狀態(tài)或者恒負載狀態(tài)的就地 補償。如球磨機、軋鋼機、壓榨機、風機、水泵、破碎機、壓縮機等。以下結合附圖對本實用新型的實施例作迸一步詳述。


圖1為本實用新型控制系統(tǒng)的采樣控制電路圖； 圖2為本實用新型一次控制電路原理圖； 圖3是散熱風機電路圖； 圖4是測量回路的電路圖5是進相指示電路、退相指示電路、允許進相聯(lián)鎖電路、進相/退相電路 部分的控制電路圖6是進相接觸器電路的控制電路圖7起動接觸器電路的控制電路圖8是聯(lián)鎖保護電路的控制電路圖。
具體實施方式

如圖l、圖2所示。 一次控制電路由斷路器QF1、熱過載繼電器KR、交流 接觸器KM1、整流變壓器T1、交-直-交逆變器3、起動切換接觸器KM3、進相 切換接觸器KM2、主電機采樣控制電路1構成。整流變壓器Tl為逆變器提供 工作電壓。交-直-交逆變器3由12只晶體閘流管(以下簡稱可控硅)VT1— VT12、 6只限流電抗器L1—L6等構成。交-直-交逆變器3的三個輸出端分別經(jīng) 進相切換接觸器KM2、霍爾傳感器TA1—TA3與主電機M的相應的轉(zhuǎn)子回路串 接，為主控板提供采集轉(zhuǎn)子脈沖信號。進相切換接觸器KM2輸出端經(jīng)起動切換 接觸器KM3與起動柜2連接。
主電機采樣控制電路l由主電機M、隔離開關QSll、真空接觸器或真空斷 路器KM11或QF構成。六只限流電抗器L1^L6抑制瞬間浪涌電流。主控板一 套，有三塊組成，主板一塊驅(qū)動板兩塊。
二次控制電路由進相指示電路6、退相指示電路7、允許進相聯(lián)鎖電路、進 相/退相電路、進相接觸器電路、起動接觸器電路，聯(lián)鎖保護電路、測量回路5 構成。
圖3所示為散熱風機電路4，風機MF1、 MF2為二至八個，為逆變器散熱。 圖4所示為測量回路5的電路圖。
圖5中所示，進相指示電路6，退相指示電路7，允許進相聯(lián)鎖電路8，進 相/退相電路9。進相指示電路6由交流接觸器KM1、指示燈HL1組成。退相指 示電路7由交流接觸器KM1、指示燈HL2組成。允許進相聯(lián)鎖電路8由高壓柜 一次合閘信號、軟啟動柜星點短接信號、熱過載繼電器KR、中間繼電器KA1
組成。進相/退相電路9由按鈕SBl、交流接觸器KM1、按鈕SB2、中間繼電器 KA1、固態(tài)繼電器FV、時間繼電器KT組成，在進相/退相電路9中交流接觸器 KM1上并聯(lián)時間繼電器KT，時間繼電器KT為進相器提供軟進相信號，固態(tài)繼 電器FV為軟進相器缺相保護。在進相過程中進相接觸器投入后通過電路延時自 動切除起動接觸器，通過軟進相功能避免了對進相器交-直-交逆變器和電機及 機械設備的二次沖擊，從而延長了進相器和電機及機械設備的使用壽命。
圖6中，進相接觸器電路ll由交流接觸器KM1、中間繼電器KA1、進相 切換接觸器KM2、同步變壓器T2組成，同步變壓器T2為主控板提供電源及同 步電壓信號。
圖7中，起動接觸器電路12由交流接觸器KM1、起動切換接觸器KM3、 時間繼電器KT、進相切換接觸器KM2組成。 圖8所示是聯(lián)鎖保護電路10的控制電路圖。
交-交變頻技術和微機、可控硅控制技術為閉環(huán)式負反饋微機控制電路，主 板通過采集鑒頻控制信號和轉(zhuǎn)子脈沖信號由單片機處理后輸出驅(qū)動指令至驅(qū)動 板觸發(fā)逆變器。
智能電子式軟進相器為柜體結構；操作、指示電器(指示燈、按鈕、電流 表、功率因數(shù)表)安裝在控制柜前門中上部，以便操作和觀察。按功率器件散 熱需要特設有風道和風機。控制單元以插接件形式安裝，并設有脈沖指示，便 于維修和迅速更換?？刂乒駷楣竦走M線形式，頂部設有吊環(huán)，便于運輸與安裝。
智能電子式軟進相器是通過380V/50HZ的工頻電源經(jīng)整流變壓器輸出 8M4V左右電壓，給逆變器提供工作電壓，同時主控板采集轉(zhuǎn)子脈沖信號觸發(fā) 相應的可控硅，通過交-直-交逆變器輸出低頻低壓的電動勢附加于轉(zhuǎn)子繞組回 路，通過改變轉(zhuǎn)子電流與轉(zhuǎn)子電壓的相位角關系，進而改變電機定子電流與電 壓的相應關系，達到提高電機自身的功率因數(shù)和效率及過載能力、降低電機定 子電流、降低電機自身損耗的目的。
1、進相程序先合斷路器QF1—退相指示燈HL2亮一起動切換接觸器KM3 吸合后一啟動主電機當星點接觸器短接后一中間繼電器KA1吸合一合上斷路器 QF2—檢査主控板指示燈工作狀態(tài)正常后一固態(tài)繼電器FV燈亮—按進相按鈕SB1 —交流接觸器KM1吸合—進相指示燈HL1亮—進相切換接觸器KM2吸合—時間 繼電器KT延時設定< 1S—起動切換接觸器KM3斷開。
2、 退相程序按退相按鈕SB2—交流接觸器KM1斷開一時間繼電器KT斷 開一進相切換接觸器KM2斷開一進相指示燈HL1滅一起動切換接觸器KM3吸 合一退相指示燈HL2亮一停主電機M。
3、 聯(lián)鎖保護起動聯(lián)鎖把起動切換接觸器KM3的319、 321串聯(lián)至一次開 關柜合閘回路，目的要先合起動切換接觸器KM3再起動主電機M，防止電機在轉(zhuǎn) 子開路狀態(tài)下起動。停機聯(lián)鎖把進相切換接觸器KM2、起動切換接觸器KM3的 311、 313或315、 317，根據(jù)停機按鈕常開或常閉任選一組接法，目的是當軟進 相器跳閘后防止電機在轉(zhuǎn)子開路狀態(tài)下運行。
權利要求1、一種智能電子式軟進相器，包括由斷路器QF1、熱過載繼電器KR、交流接觸器KM1、整流變壓器T1、交-直-交逆變器(3)、起動切換接觸器KM3、進相切換接觸器KM2構成的一次控制電路，交-直-交逆變器(3)的三個輸出端分別經(jīng)進相切換接觸器KM2、霍爾傳感器TA1—TA3與主電機M的相應的轉(zhuǎn)子回路串接，進相切換接觸器KM2輸出端經(jīng)起動切換接觸器KM3與起動柜(2)連接；由進相指示電路(6)、退相指示電路(7)、允許進相聯(lián)鎖電路(8)、進相/退相電路(9)、進相接觸器電路(11)、起動接觸器電路(12)、聯(lián)鎖保護電路(10)、測量回路(5)構成的二次控制電路，其特征是在進相/退相電路(9)中交流接觸器KM1上并聯(lián)時間繼電器KT。
2 、根據(jù)權利要求1所述的智能電子式軟進相器，其特征是所述的控制 電路中還包括閉環(huán)式負反饋微機控制電路。
專利摘要一種智能電子式軟進相器，包括由斷路器、熱過載繼電器、交流接觸器、整流變壓器、交-直-交逆變器等構成的一次控制電路，交-直-交逆變器的三個輸出端分別經(jīng)進相切換接觸器、霍爾傳感器與主電機的相應的轉(zhuǎn)子回路串接，進相切換接觸器輸出端經(jīng)起動切換接觸器與起動柜連接；由進相指示電路、退相指示電路、允許進相聯(lián)鎖電路、進相/退相電路、進相接觸器電路、起動接觸器電路、聯(lián)鎖保護電路等構成的二次控制電路，在進相/退相電路中交流接觸器KM1上并聯(lián)時間繼電器KT。本實用新型可適用于繞線式異步電機的變負載狀態(tài)或者恒負載狀態(tài)的就地補償，具有軟進相功能，避免進相器自身和電機及機械設備的二次沖擊、使用壽命長、補償效果好等特點。
文檔編號H02J3/18GK201204469SQ20082006729
公開日2009年3月4日 申請日期2008年5月15日 優(yōu)先權日2008年5月15日
發(fā)明者章雪梅 申請人:襄樊科越電氣制造有限公司