電機的自耦降壓控制系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種電機的自耦降壓控制系統，該系統包括：降壓啟動回路，在降壓啟動回路中，自耦降壓變壓器的第一和第二輸出抽頭接線端中的一個輸出抽頭接線端與電機相連，同時通過旁路接觸器與三相交流電源相連，自耦降壓變壓器的電源接線端通過啟動接觸器與三相交流電源相連，自耦降壓變壓器的星形接線端與星形接觸器的進線端相連；電壓電流檢測回路，用以檢測降壓啟動回路的三相電流、零序電流和三相電壓；控制回路，用于根據上述三相電流、零序電流和三相電壓對旁路接觸器、啟動接觸器和星形接觸器進行控制以使電機的啟動過程以閉路轉換方式完成。該系統能自適應啟動負載變化，降低啟動電流，減少電能浪費，并能保護電機啟動系統中的設備。
【專利說明】
電機的自耦降壓控制系統
技術領域
[0001]本實用新型涉及電機技術領域，特別涉及一種電機的自耦降壓控制系統。
【背景技術】
[0002]電機的自耦降壓啟動方式相比較其他降壓啟動方式而言，能夠在啟動轉矩一定的情況下，最大程度地減小電機啟動對電網側的沖擊，因此，電機的自耦降壓啟動方式被廣泛應用于高電壓、大功率的電機啟動場合。
[0003]目前，在自耦降壓啟動方式中，由降壓啟動向全壓運行的轉換一般是通過時間繼電器來控制的，因此，電機轉換至全壓運行一般具有固定的延時。
[0004]然而，在電機的啟動負載較低時，電機轉速可很快提升至接近額定轉速，因此啟動電流衰減較快，但在未達到固定的延時時，電機將一直接入自耦變壓器，并保持低壓運行。這無疑會造成啟動設備發熱，導致了電能的浪費。
[0005]而在電機的啟動負載較高時，啟動電流衰減較慢，在達到固定的延時后，啟動電流仍然較大，此時若根據固定的延時控制電機由降壓啟動向全壓運行轉換，則會出現較大的沖擊電流，對電機啟動系統中的設備以及電網都有較大的沖擊影響。這不僅可能造成因上級配電的跳閘而導致電機啟動失敗，還會縮短電機啟動系統中各設備的使用壽命，甚至直接損壞設備。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本實用新型的目的在于提出一種電機的自耦降壓控制系統，能夠輸出最佳轉換時刻控制信號，自動適應電機啟動負載變化，有效降低電機啟動沖擊電流，減少電能的浪費，并能夠保護電機啟動系統中的設備，延長各設備的使用壽命。
[0007]根據本實用新型實施例的電機的自耦降壓控制系統，包括:降壓啟動回路，所述降壓啟動回路包括自耦降壓變壓器，所述自耦降壓變壓器具有電源接線端、星形接線端以及第一和第二輸出抽頭接線端，其中，所述第一和第二輸出抽頭接線端中的一個輸出抽頭接線端與電機相連，且所述第一和第二輸出抽頭接線端中的一個輸出抽頭接線端通過旁路接觸器與三相交流電源相連，所述電源接線端通過啟動接觸器與所述三相交流電源相連，所述星形接線端與星形接觸器的進線端相連，所述星形接觸器的出線端短接在一起；電壓電流檢測回路，所述電壓電流檢測回路用以檢測所述降壓啟動回路的三相電流、零序電流和三相電壓;控制回路，所述控制回路根據所述降壓啟動回路的三相電流、零序電流和三相電壓對所述旁路接觸器、所述啟動接觸器和所述星形接觸器進行控制以使所述電機的啟動過程以閉路轉換方式完成。
[0008]根據本實用新型的電機的自耦降壓控制系統，通過檢測降壓啟動回路的三相電流、零序電流和三相電壓，并根據降壓啟動回路的三相電流、零序電流和三相電壓進行相關控制，以使電機的啟動過程以閉路轉換方式完成。由此，能夠在適當的時刻控制電機由降壓啟動向全壓運行轉換，可有效避免因啟動負載的變化而導致電機低壓運行發熱或大電流全壓轉換，從而能夠有效降低電機啟動沖擊電流，減少電能的浪費，并能夠保護電機啟動系統中的設備，延長各設備的使用壽命。
[0009]另外，根據本實用新型上述實施例的電機的自耦降壓控制系統還可以具有如下附加的技術特征:
[0010]根據本實用新型的一個實施例，所述電壓電流檢測回路包括第一和第二電壓互感器、三相電流互感器以及零序電流互感器。
[0011]具體地，所述第一和第二電壓互感器采用V/V方式連接，其中，所述三相交流電源通過熔斷器與所述第一和第二電壓互感器相連。
[0012]進一步地，所述降壓啟動回路還包括進線真空斷路器，所述進線真空斷路器的前端與所述三相交流電源相連，所述進線真空斷路器的后端串接所述三相電流互感器，所述三相電流互感器的后端分別與所述旁路接觸器的主觸點進線端和所述啟動接觸器的主觸點進線端相連。
[0013]具體地，所述旁路接觸器的出線端與所述自耦降壓變壓器的一個輸出抽頭接線端相連后通過所述零序電流互感器與所述電機相連。
[0014]具體地，所述控制回路包括電流繼電器和綜合保護器，所述電流繼電器用以監測所述電機的啟動電流，所述綜合保護器的開關量輸入端分別接入第一按鈕常開觸點、第二按鈕常開觸點、啟動信號常開觸點、所述電流繼電器的常開觸點、所述進線真空斷路器的輔助常開觸點和常閉觸點、所述旁路接觸器的輔助常開觸點、所述啟動接觸器的輔助常開觸點、所述星形接觸器的輔助常開觸點，所述綜合保護器的開關量輸出端分別與所述進線真空斷路器的合閘線圈和跳閘線圈、所述旁路接觸器的線圈、所述啟動接觸器的線圈、所述星形接觸器的線圈相連。
[0015]進一步地，所述系統還包括蜂鳴器，所述蜂鳴器與所述綜合保護器的開關量輸出端相連，其中，所述綜合保護器根據所述進線真空斷路器、所述旁路接觸器、所述啟動接觸器和所述星形接觸器的動作狀態判斷所述電機啟動異常時，控制所述電機停止啟動，并通過所述蜂鳴器進行報警提示。
[0016]具體地，所述綜合保護器在所述啟動信號常開觸點閉合時，先吸合所述星形接觸器以將所述自耦降壓變壓器的星形接線端連接成星形，再吸合所述啟動接觸器以使所述自耦降壓變壓器的電源接線端接入所述三相交流電源，所述自耦降壓變壓器的一個輸出抽頭接線端降壓輸出至所述電機，以使所述電機開始降壓啟動，并在所述電機的啟動過程中，所述綜合保護器通過所述電流繼電器監測到所述電機的啟動電流，當啟動電流降至預設電流值時，所述電流繼電器的常開觸點閉合，所述綜合保護器控制斷開所述星形接觸器，以使所述電機串入所述自耦降壓變壓器部分繞組，以類似串電抗啟動方式繼續帶電運行，以及在所述星形接觸器可靠斷開后吸合所述旁路接觸器和斷開所述啟動接觸器，以將所述自耦降壓變壓器TB從所述降壓啟動回路中切除，所述電機啟動完成。
[0017]根據本實用新型的一個實施例，所述旁路接觸器、所述啟動接觸器和所述星形接觸器均為真空接觸器。
【附圖說明】
[0018]圖1為根據本實用新型的電機的自耦降壓控制系統的結構框圖；
[0019]圖2為根據本實用新型的降壓啟動回路和電壓電流檢測回路所構成電路的示意圖；
[0020]圖3為根據本實用新型的控制回路的示意圖。
【具體實施方式】
[0021]下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。
[0022]下面結合附圖描述本實用新型的電機的自耦降壓控制系統。
[0023]圖1為根據本實用新型的電機的自耦降壓控制系統的結構框圖。
[0024]如圖1所示，本實用新型的電機的自耦降壓控制系統，包括:降壓啟動回路10、電壓電流檢測電路20和控制回路30。
[0025]圖2為根據本實用新型的降壓啟動回路和電壓電流檢測回路所構成電路的示意圖，如圖2所示，降壓啟動回路10包括自耦降壓變壓器TB，自耦降壓變壓器TB具有電源接線端A、B、C星形接線端X、Y、Z以及第一和第二輸出抽頭接線端。其中，第一和第二輸出抽頭接線端中的一個輸出抽頭接線端Al、B1、C1與電機M相連，且第一和第二輸出抽頭接線端中的一個輸出抽頭接線端Al、B1、C1通過旁路接觸器KMl與三相交流電源L1、L2、L3相連，電源接線端通過啟動接觸器KM2與三相交流電源L1、L2、L3相連，星形接線端X、Y、Z與星形接觸器ΚΜ3的進線端相連，星形接觸器ΚΜ3的出線端短接在一起。在本實用新型中，旁路接觸器ΚΜ1、啟動接觸器ΚΜ2和星形接觸器ΚΜ3可均為真空接觸器。
[0026]電壓電流檢測回路20用以檢測降壓啟動回路10的三相電流、零序電流和三相電壓。在圖2所示的電路中，電壓電流檢測回路20可包括第一和第二電壓互感器ITV和2TV、三相電流互感器TA以及零序電流互感器ΤΑ0。
[0027]在本實用新型中，第一和第二電壓互感器ITV和2TV可采用V/V方式連接，從而僅通過兩個電壓互感器便能夠檢測到三相電壓。第一和第二電壓互感器輸出100V的三相交流電壓，既能夠作檢測用，又能夠作為低壓電源供向低壓負載，因此在本系統中無需再外接低壓電源。三相交流電源L1、L2、L3可通過熔斷器RD與第一和第二電壓互感器ITV和2TV相連，從而能夠對第一和第二電壓互感器ITV和2TV進行過載和短路保護。在本實用新型中，三相電流互感器TA輸出0-5A或O-1A的三相交變電流。
[0028]如圖2所示，降壓啟動回路10還可包括進線真空斷路器DL，進線真空斷路器DL的前端與三相交流電源L1、L2、L3相連，進線真空斷路器DL的后端串接三相電流互感器TA，進線真空斷路器DL除了能夠用于接通和斷開電路外，還能夠在出現短路電流時斷開，以實現短路保護。三相電流互感器TA的后端分別與旁路接觸器KMl的主觸點進線端和啟動接觸器KM2的主觸點進線端相連。此外，旁路接觸器KMl的出線端與自耦降壓變壓器的一個輸出抽頭接線端A1、B1、C1相連后可通過零序電流互感器TAO與電機M相連，其中，U、V、W為電機M的三相輸入端。
[0029 ]此外，在圖2所示的電路中，可通過帶電顯示器GSN進行帶電狀態的顯示，接地開關JD可在檢修維護時進行接地放電處理，避雷器F用來保護電路中各設備避免因過壓沖擊而損壞。
[0030]控制回路30可根據降壓啟動回路10的三相電流、零序電流和三相電壓對旁路接觸器KMl、啟動接觸器KM2和星形接觸器KM3進行控制以使電機的啟動過程以閉路轉換方式完成。
[0031]在本實用新型中，如圖3所示，控制回路30可包括電流繼電器LJ和綜合保護器ZB，電流繼電器LJ可僅與三相電流互感器TA的一個輸出端TAl相連，用以監測電機M的啟動電流。
[0032]如圖3所示，降壓啟動回路10中的第一和第二電壓互感器ITV和2TV的輸出端、三相電流互感器TA的三個輸出端TAa、TAb和TAc以及零序電流互感器TAO的輸出端均與綜合保護器ZB相連，其中，ISl和1S2分別為電流互感器的兩端，RDl、RD2和RD3為分別與三相交流電源的L1、L2和L3相連的熔斷器。由此，綜合保護器ZB能夠獲取降壓啟動回路10的三相電流、零序電流和三相電壓。
[0033]如圖3所示，綜合保護器ZB的開關量輸入端分別接入第一按鈕常開觸點TA1、第二按鈕常開觸點TA2、啟動信號常開觸點KA1、電流繼電器LJ的常開觸點、進線真空斷路器DL的輔助常開觸點DLl和常閉觸點DL2、旁路接觸器KMl的輔助常開觸點、啟動接觸器KM2的輔助常開觸點、星形接觸器KM3的輔助常開觸點。綜合保護器ZB的開關量輸出端分別與進線真空斷路器DL的合閘線圈HQ和跳閘線圈TQ、旁路接觸器KMl的線圈、啟動接觸器KM2的線圈、星形接觸器KM3的線圈相連。
[0034]在本實用新型中，綜合保護器ZB在啟動信號常開觸點KAl閉合時，先吸合星形接觸器KM3以將自耦降壓變壓器TB的星形接線端X、Y、Z連接成星形，再吸合啟動接觸器KM2以使自耦降壓變壓器TB的電源接線端A、B、C接入三相交流電源L1、L2、L3，自耦降壓變壓器TB的一個輸出抽頭接線端A1、B1、C1降壓(例如，可將電壓降至60%)輸出至電機M，以使電機M開始降壓啟動，并在電機M的啟動過程中，綜合保護器ZB通過電流繼電器LJ監測到電機M的啟動電流，當啟動電流降至預設電流值(例如，可為80 %的電機的額定電流)時，電流繼電器L J的常開觸點閉合，綜合保護器ZB控制斷開星形接觸器KM3，以使電機M串入自耦降壓變壓器TB部分繞組，以類似串電抗啟動方式繼續帶電運行，以及在星形接觸器KM3可靠斷開后吸合旁路接觸器KMl和斷開啟動接觸器KM2，以將自耦降壓變壓器TB從降壓啟動回路中切除，電機M啟動完成。
[0035]此外，在電機M的啟動過程中，綜合保護器ZB不僅可根據所獲取的三相電流、零序電流和三相電壓對旁路接觸器KMl、啟動接觸器KM2和星形接觸器KM3進行控制，還可根據進線真空斷路器DL、旁路接觸器KMl、啟動接觸器KM2和星形接觸器KM3的動作狀態判斷電機M是否啟動異常。其中，電機啟動異常的情況可包括出現短路故障、電機堵轉、電機過載、電機反相序、接地故障、電壓過高或電壓過低等。如圖3所示，本實用新型的電機的自耦降壓控制系統還可包括蜂鳴器，蜂鳴器BL可與綜合保護器ZB的開關量輸出端相連，其中，綜合保護器ZB根據進線真空斷路器DL、旁路接觸器KMl、啟動接觸器KM2和星形接觸器KM3的動作狀態判斷電機M啟動異常時，可控制電機M停止啟動，并可通過蜂鳴器BL進行報警提示。
[0036]根據本實用新型的電機的自耦降壓控制系統，通過檢測降壓啟動回路的三相電流、零序電流和三相電壓，并根據降壓啟動回路的三相電流、零序電流和三相電壓進行相關控制，以使電機的啟動過程以閉路轉換方式完成。由此，能夠在適當的時刻控制電機由降壓啟動向全壓運行轉換，可有效避免因啟動負載的變化而導致電機低壓運行發熱或大電流全壓轉換，從而能夠有效降低電機啟動沖擊電流，減少電能的浪費，并能夠保護電機啟動系統中的設備，延長各設備的使用壽命。
[0037]在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內”、“外”、“順時針”、“逆時針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。
[0038]此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。在本實用新型的描述中，“多個”的含義是至少兩個，例如兩個，三個等，除非另有明確具體的限定。
[0039]在本實用新型中，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體;可以是機械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關系，除非另有明確的限定。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。
[0040]在本實用新型中，除非另有明確的規定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0041]在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結合和組合。
[0042]盡管上面已經示出和描述了本實用新型的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本實用新型的限制，本領域的普通技術人員在本實用新型的范圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。
【主權項】
1.一種電機的自耦降壓控制系統，其特征在于，包括: 降壓啟動回路，所述降壓啟動回路包括自耦降壓變壓器，所述自耦降壓變壓器具有電源接線端、星形接線端以及第一和第二輸出抽頭接線端，其中，所述第一和第二輸出抽頭接線端中的一個輸出抽頭接線端與電機相連，且所述第一和第二輸出抽頭接線端中的一個輸出抽頭接線端通過旁路接觸器與三相交流電源相連，所述電源接線端通過啟動接觸器與所述三相交流電源相連，所述星形接線端與星形接觸器的進線端相連，所述星形接觸器的出線端短接在一起； 電壓電流檢測回路，所述電壓電流檢測回路用以檢測所述降壓啟動回路的三相電流、零序電流和三相電壓； 控制回路，所述控制回路根據所述降壓啟動回路的三相電流、零序電流和三相電壓對所述旁路接觸器、所述啟動接觸器和所述星形接觸器進行控制以使所述電機的啟動過程以閉路轉換方式完成。2.根據權利要求1所述的電機的自耦降壓控制系統，其特征在于，所述電壓電流檢測回路包括第一和第二電壓互感器、三相電流互感器以及零序電流互感器。3.根據權利要求2所述的電機的自耦降壓控制系統，其特征在于，所述第一和第二電壓互感器采用V/V方式連接，其中，所述三相交流電源通過熔斷器與所述第一和第二電壓互感器相連。4.根據權利要求2所述的電機的自耦降壓控制系統，其特征在于，所述降壓啟動回路還包括進線真空斷路器，所述進線真空斷路器的前端與所述三相交流電源相連，所述進線真空斷路器的后端串接所述三相電流互感器，所述三相電流互感器的后端分別與所述旁路接觸器的主觸點進線端和所述啟動接觸器的主觸點進線端相連。5.根據權利要求4所述的電機的自耦降壓控制系統，其特征在于，所述旁路接觸器的出線端與所述自耦降壓變壓器的一個輸出抽頭接線端相連后通過所述零序電流互感器與所述電機相連。6.根據權利要求4所述的電機的自耦降壓控制系統，其特征在于，所述控制回路包括電流繼電器和綜合保護器，所述電流繼電器用以監測所述電機的啟動電流，所述綜合保護器的開關量輸入端分別接入第一按鈕常開觸點、第二按鈕常開觸點、啟動信號常開觸點、所述電流繼電器的常開觸點、所述進線真空斷路器的輔助常開觸點和常閉觸點、所述旁路接觸器的輔助常開觸點、所述啟動接觸器的輔助常開觸點、所述星形接觸器的輔助常開觸點，所述綜合保護器的開關量輸出端分別與所述進線真空斷路器的合閘線圈和跳閘線圈、所述旁路接觸器的線圈、所述啟動接觸器的線圈、所述星形接觸器的線圈相連。7.根據權利要求6所述的電機的自耦降壓控制系統，其特征在于，還包括蜂鳴器，所述蜂鳴器與所述綜合保護器的開關量輸出端相連，其中，所述綜合保護器根據所述進線真空斷路器、所述旁路接觸器、所述啟動接觸器和所述星形接觸器的動作狀態判斷所述電機啟動異常時，控制所述電機停止啟動，并通過所述蜂鳴器進行報警提示。8.根據權利要求1-7中任一項所述的電機的自耦降壓控制系統，其特征在于，所述旁路接觸器、所述啟動接觸器和所述星形接觸器均為真空接觸器。
【文檔編號】H02P1/28GK205610507SQ201521106661
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2015年12月28日
【發明人】胡珍明, 梁濤
【申請人】重慶美的通用制冷設備有限公司, 美的集團股份有限公司