專利名稱：一臺自耦變壓器起動多臺電動機的裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電動機起動保護裝置。
眾所周知，三相鼠籠異步電動機是工農業生產中使用最為普遍的電動設備，它可以將電能轉化為機械能從而帶動機械做功。可是異步電動機的起動電流要比其額定電流高4-5倍。起動時間很短暫，隨著轉子的加速，起動電流會逐步減少不致損壞電動機。但是很大的起動電流會使輸電線路和變壓器的阻抗壓降增大，引起電網電壓顯著下降，并且會影響在同一線路上的其它電氣設備的正常工作。例如使燈光變暗，甚至使正在運轉著的其它電動機因轉矩變小轉速變慢甚至停轉。為了將電源電壓的波動限制在一定的范圍內，就要對異步電動機的起動電流加以限制。因此較大容量的電動機不允許直接起動。長期以來，國內外一直采用星三角、自耦變壓器減壓、串聯電阻等多種降壓、限流的起動方式。而各種起動方式中又由于自耦變壓器減壓起動時電壓與起動轉矩可調而使用最為廣泛。
電動機的起動設備中，常見的方式是每臺電動機配置一臺自耦變壓器的起動箱(柜)。在負荷相對比較集中的場合需要多次起動，不僅保護電路造價高，而且顯得復雜。特別是多臺電動機功率差異較大時，如果先啟動小功率電動機而后啟動大功率電動機將導致無法啟動。
本實用新型目的是利用一臺自耦變壓器實現對多臺電動機的啟動控制，啟動結束后自動轉入正常的運轉保護程序。以節省多個自耦變壓器所消耗的金屬材料(銅導線與硅鋼片)，而且可以壓縮安裝空間面積，節約柜體材料、維護也很方便。
本實用新型設計結構是利用一臺自耦變壓器起動多臺電動機的裝置，具有電動機啟動電路，其關鍵是在電動機啟動電路中的自耦變壓器接觸器前增加可對多臺電動機依次啟動的繼電器。
多臺電動機共用一臺自耦變壓器，且繼電器數目與所控制電動機數量相等。
對于兩臺以上電動機的啟動，由單片機或可編程序控制器控制并以電動機功率大小由大到小依次啟動。
本實用新型優點是多臺電動機按功率大小依此啟動，啟動安全而高效，同時節省原材料，有利于降低成本。
圖1為本實用新型中對兩臺電動機采用繼電器控制時的原理框圖。
圖2為本實用新型中對兩臺以上電動機采用微機控制時的原理圖。
圖3為本實用新型中對兩臺以上電動機采用微機控制時系統硬件構成圖。
圖4為本實用新型中對兩臺以上電動機采用微機控制時控制程序邏輯流程圖。
圖5為本實用新型中對兩臺以上電動機采用微機控制時系統硬件配置框圖。其中1-斷路器2-接觸器主電路3-電流互感器電路4-電流信號取樣電路5-斷相信號取樣電路 6-控制變壓器7-控制方式輸入電路 8-電壓取樣電路9-工作電源及信號轉換電路10-中間繼電器控制電路11-遠方控制輸入接點 12-程序控制輸入接點13-程序控制輸出接點 14-單片機系統及外圍電路15-電流整定電路 16-LED顯示電路17-狀態繼電器電路 18-零序信號取樣電路19-漏電檢測電路圖6為本實用新型中對兩臺電動機采用繼電器控制時電路圖。
圖7為圖5中電壓同步信號采樣電路(8)的電路圖。
圖8為圖5中電流信號取樣電路(4)的電路圖。
圖9為圖5中零序保護信號電路((18)的電路圖。
實施例1一臺自耦變壓器啟動多臺電動機的控制可以有多種實現方式，一是對兩臺電動機利用傳統的繼電器方式控制；二是對兩臺以上電動機利用單片機及可編程序控制器實現自動控制。
利用一臺自耦變壓器起動多臺電動機的裝置，具有電動機啟動電路，該啟動電路為通用的，如利用自耦變壓器減壓的電路，其關鍵是在電動機啟動電路中的自耦變壓器接觸器前增加可對多臺電動機依次啟動的繼電器。這樣一來，多臺電動機共用一臺自耦變壓器，且繼電器數目與所控制電動機數量相等。
對于兩臺電動機的啟動，采用兩個繼電器控制其依此啟動。
電路的工作過程如下1、起動 2、停止按SB1控制電路斷電，控制電器恢復常態，電動機停止。
3、起動第二臺即乙電動機時，程序與1相同，只不同的是使用乙電機的控制裝置而已，電路對稱設計，操作、檢修一目了然。
實施例2二臺電動機作為多臺電動機的一個特例展示，用傳統繼電器控制方式易于實現。三臺以上電動機再用繼電器方式時，就顯示出使用器件多，電路復雜，可靠性差的弊端，所以三臺以上電動機用一臺自耦變壓器起動時，可以考慮使用單片機及可編程序控制器。以電動機功率大小由大到小依次啟動，將更加方便。單片機及其外圍電路均為公知技術，其控制電路見圖5。
單片機控制多臺電動機的啟動基本原理如下本例以目前流行的MCS-51系列單片機為例，扼要加以敘述。主回路仍然采用價格低廉的接觸器，使傳遞接觸器吸合與否的電流通路采用繼電器。繼電器動作先后由已編程的單片機及其外圍電路實現智能控制。
1、各主要單元由電路工作原理簡述a、電壓同步信號采樣及處理電路電壓取樣回路從控制回路電源變壓器的次級直接取樣，取樣信號為正弦波，徑阻容耦合電路輸入到比較器。當取樣信號的正半周到來時，經比較器輸出高電平，直接至單片機，當取樣信號負半周到來時，經比較器輸出低電平；當電壓取樣信號過零時，比較器輸出過零脈沖，直接送到單片機中斷申請口，及時關斷繼電器回路和主回路。
b、電流信號取樣及處理電路電流取樣由接在主電路任意一相的電流互感器取樣，經阻容耦合電路輸入到比較器。當電流取樣信號過零時，比較器翻轉，發出過零脈沖，輸出到單片機。其原理與電壓取樣回路相似。電流互感器提供給電動機的實時工作電流，經整流濾波后，與電位器上給定的直流偏置進行比較，然后輸入到比較器，當過流信號超過給定的直流偏置，即相當于超過額定電流的三倍或由用戶自定值時，比較器會輸出中斷請求信號，輸送到單片機的中斷申請口，此時單片機會發出指令，關斷繼電器回路繼而關斷主回路，以保護電動機。
c、零序保護信號電路零序保護信號取樣電路由零序互感器取得零序不平衡電流信號，經穩壓二極管和電阻后加在比較器上，當電動機由于缺相、二相短路、單相對地短路，電動機繞組局部短路或漏電等原因而產生不平衡電流等情況時，在零序互感器的負載上產生的不平衡電壓會超過穩壓二極管的擊穿電壓，此時比較器翻轉，發出中斷申請信號，送到單片機的中斷申請口，單片機發出關斷指令，先關斷繼電器回路，由于繼電器失電釋放等同于關斷了主回路的控制回路，主回路斷電以保護電動機。而電動機由于制造工藝等原因也將產生不平衡電流，此電流在零序互感器的負載上產生的壓降小于穩壓二極管的擊穿電壓，因此比較器不會翻轉，也就不會發出中斷申請脈沖，電動機可正常運行。
本實用新型不論是繼電器控制形式，還是單片機智能控制形式，都可以起到節約材料，優化電路，提高可靠性和自動化水平等諸多優點，有較強的實用性。單片機控制充分利用了單片機系統的監測、控制和調整功能。不僅對電動機的起動實行程序控制，而且能對電動機的運轉實行實時控制。對電動機電路保護功能全面。多臺動力集中時，可以對單片機系統加以擴展，易于和自動化控制的微機聯網，實現遠程自動化控制。
無論繼電控制形式或單片機控制形式，都應注意如下幾點1、在所有電動機的起動線路中均應設置互鎖裝置，防止同時起動。
2、兩臺以上電動機容量不等時，宜先起動容量較大的，電路中應設置防誤起動裝置。
3、用一臺自耦變壓器啟動多臺電動機時，自耦變壓器應依據容量最大一臺電機選取。
4、自耦變壓器的工作方式宜選120S工作制式。
權利要求1.利用一臺自耦變壓器起動多臺電動機的裝置，具有電動機啟動電路，其特征是在電動機啟動電路中的自耦變壓器接觸器前增加可對多臺電動機依次啟動的繼電器。
2.根據權利要求1所述的一臺自耦變壓器起動多臺電動機的裝置，其特征是多臺電動機共用一臺自耦變壓器，且繼電器數目與所控制電動機數量相等。
3.根據權利要求1、2所述的一臺自耦變壓器起動多臺電動機的裝置，其特征是對于兩臺以上電動機的啟動，由單片機或可編程序控制器控制并以電動機功率大小由大到小依次啟動。
專利摘要利用一臺自耦變壓器起動多臺電動機的裝置,具有電動機啟動電路,其特征是在電動機啟動電路中的自耦變壓器接觸器前增加可對多臺電動機依次啟動的繼電器。多臺電動機共用一臺自耦變壓器,且繼電器數目與所控制電動機數量相等。由單片機或可編程序控制器控制并以電動機功率大小由大到小依次啟動,可實現對三臺以上電動機啟動控制。達到了節約材料、方便維護的目的。
文檔編號H02P1/16GK2456367SQ0026149
公開日2001年10月24日 申請日期2000年12月29日 優先權日2000年12月29日
發明者任周林 申請人:任周林