CN102570932B - 一种电机自耦减压起动箱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自耦减压起动装置，特别涉及一种电机自耦减压起动箱。本发明主回路中包括主电机自耦减压起动电路、主控制电路、电机起动保护电路，主控制电路串接在三相交流电机M的供电线路上；电机自耦减压起动电路的三相采集信号输入端分别连接三相交流电机M的三相供电线路，电机自耦减压起动电路控制连接主控制电路；电机起动保护电路的三相信号采集输入端分别连接三相交流电机M的三相供电线路，电机起动保护电路的控制信号输出端控制自耦减压起动电路电路主回路的通断。该装置可以保证电机在减压自耦起动后及时退出自耦变压器，自动改为全压运行，从而有效地避免了自耦线圈TM长期带电而被烧毁。

Description

一种电机自耦减压起动箱

技术领域

本发明涉及一种减压起动装置，特别涉及一种电机自耦减压起动箱。

背景技术

长期以来，工矿企业的三相电动机广泛使用自耦减压起动箱来进行减压起动，全压运行，这样的起动能充分降低过高的起动电流，减轻对电动机及电力系统的冲击，实现电气设备的安全、可靠运行。然而，传统的自耦减压起动箱虽然能较好地实现对电动机的减压起动、过载保护等控制功能，但在实际使用中仍存在着一些问题，容易出现故障，主要存在以下几个问题：（1）手动切换方式时的人为失误。传统起动箱设置了“手动/自动”切换开关，当采用手动切换方式时，由于操作人员的疏忽，在减压起动完成后，未能及时按下“运行”按钮来切换为全压运行，使自耦变压器长期通过电动机运行电流， 以致烧毁；（2）自动切换方式时器件损坏。采用自动切换方式时，因控制回路的某些电气器件损坏，如时间继电器出现故障，在减压起动完成后，由于二次回路不能正常动作，也就不能及时切换为全压运行，这样，就使自耦变压器不能退出，长期承受负载电流而烧坏；（3）一次回路电气器件损坏。一次回路的电气器件如起动接触器等损坏时，当起动完成后，虽然二次回路能正常动作（大多数情况下，由于辅助触点未复位，锁死了二次回路的正常动作）使该接触器的线圈断电，但它在断电后不能正常的释放，也就是它的触头被严重烧坏而导致粘死。

发明内容

本发明的目的是提供一种操作可靠性高，操作简单易行的电机自耦减压起动箱。

一种电机自耦减压起动箱，包括电机自耦减压起动电路、电机运行方式切换控制电路，电机自耦减压起动电路的输入端分别用于连接三相交流电机的供电电源，电机运行方式切换控制电路的输入端用于串接到三相交流电机供电电源的U相和W相之间，电机运行方式切换控制电路控制连接电机自耦减压起动电路，所述电机运行方式切换控制电路包括第一接触器、第二接触器、第一继电器、第二继电器、第三继电器、第一时间继电器、第二时间继电器，所述第一接触器的线圈、第三继电器的常开触点、第二继电器的常闭触点串联接在三相交流电机供电电源的U相线和W相线之间，第一接触器的常开触点、第二时间继电器的线圈串联后，并联在第一接触器线圈的两端；第三继电器的线圈、第二时间继电器的通电延时断开开关串联后，并联接在第一接触器线圈和第三继电器常开触点串联电路的两端，且第三继电器的线圈与第二时间继电器的也线圈接通；第一接触器的常开触点、第一继电器的线圈串联接在三相交流电机供电电源的U相线和W相线之间，第一继电器的常开触点并联在第一接触器常开触点的两端；第一继电器的常开触点、第二接触器的常闭触点、第一时间继电器的线圈串联接在三相交流电机供电电源的U相和W相之间，第一时间继电器的通电延时闭合触点、第二继电器的线圈串联后，并联接在第二接触器的常闭触点和第一时间继电器线圈的串联电路的两端，第二继电器的常开触点、第一接触器的常闭触点、第二接触器的线圈串联后，并联接在第一时间继电器通电延时闭合开关和第二继电器线圈串联电路的两端；第二时间继电器的通电延时闭合触点、第二继电器的常开触点的并联后，并联到第一时间继电器通电延时闭合触点的两端，所述第二接触器的三个联动常开触点分别串联在三相交流电机的供电电源上；所述电机自耦减压起动电路包括第一接触器、自耦减压变压器，第一接触器的三个联动常开触点串接在三相交流电机的供电电源和自耦减压变压器的抽头线圈之间；从自耦减压变压器的中间抽头引出的三相信号线， 其中V相的输出端直接连接到三相交流电机的供电电源的V相上，U相和W相的输出端分别与第一接触器的两个常开触点串联后，连接到三相交流电机的供电电源的U相和W相上。

所述电机运行方式切换控制电路还包括自耦减压起动指示单元，自耦减压起动指示单元包括第一继电器的常闭触点、绿色指示灯、第一继电器的常开触点、第二接触器的常闭触点、黄色指示灯、第二接触器的常开触点、红色指示灯，所述第一继电器的常闭触点、绿色指示灯串联接到三相交流电机供电电源的U相线和W相线之间，所述第一继电器的常开触点、第二接触器的常闭触点、黄色指示灯串联后，并联接到第一继电器的常开触点、第二接触器的常闭触点、黄色指示灯串联电路的两端，所述第二接触器的常开触点、红色指示灯串联后，并联接到第一继电器的常开触点、第二接触器的常闭触点、黄色指示灯串联电路的两端。

所述电机电机运行方式切换控制电路还设有第三常开开关，第三常开开关并联在第一时间继电器通电延时闭合触点的两端。

所述电机自耦减压起动箱还包括保护电路，所述的保护电路包括U、V、W三相电流检测单元，所述U、V、W三相电流检测单元的电路相同，均包括电流互感器、热继电器、第二继电器的常开触点，电流互感器设置在相应相线上，电流互感器的两个输出端，一端直接接地，另一端与热继电器串联后接地，第二继电器的常开触点并联在热继电器的两端。

所述电机自耦减压起动保护电路中的U相电流互感器线路上串接有电流显示器。

采用以上技术方案可以达到如下的技术效果：

由于本发明采用第一继电器的三个联动常开触点和第二继电器的三个联动常开触点控制电机的自耦减压起动和全压运行，只要按下启动按钮，电机就会自动自耦减压起动，达到设定的时间又会自动切换成全压运行，不用再手动去切换，可靠性更高，操作也更加的简单。

附图说明

图1是本发明电路原理图；

图2是本发明电机运行方式切换控制电路的电路原理图。

具体实施方式

如图1所示：本发明包括电机运行方式切换控制电路、电机自耦减压起动电路，电机运行方式切换控制电路的输入端分别用于连接三相交流电机M的供电电源的U相和W相，电机自耦减压起动电路的三相输入端分别用于连接三相交流电机M的供电电源，电机运行方式切换控制电路控制自耦减压起动电路电路。

如图2所示：所述电机运行方式切换控制电路包括第一接触器1KM、第二接触器2KM、第一继电器1KA、第二继电器2KA、第三继电器3KA、第一时间继电器1KT、第二时间继电器2KT。

其中，第一接触器1KM的线圈、第三继电器3KA的常开触点3KA1、第二继电器2KA的常闭触点2KA4串联后，连接在三相交流电机M的供电电源的U相线和W相线之间；第一接触器1KM的常开触点1KM4与第二时间继电器2KT的线圈串联后，并联接到第二常开开关2SB和第一接触器1KM线圈的串联电路的两端；第三继电器3KA的线圈和第二时间继电器2KT的通断延时断开触点2KT1串联后，并联到第一接触器1KM的线圈和第三继电器3KA的常开触点3KA1的串联电路的两端，且第三继电器3KA的线圈与第二时间继电器2KT的线圈也是并联接通的。

第一接触器1KM的常开触点1KM5与第一继电器1KA的线圈串联后，连接到三线交流电机M供电电源的U相线和W相线之间，第一继电器1KA的常开触点1KA3并联到第一接触器1KM的常开触点1KM4的两端。

第一继电器1KA的常开触点1KA4、第二接接触器2KM的常闭触点2KM4、第一时间继电器1KT的线圈串联接到三相交流电机M供电电源的U相线和W相线之间，第一时间继电器1KT的通电延时闭合触点1KT1、第二继电器2KA线圈的串联后，并联到第二接触器2KM的常闭开关2KM4与第一时间继电器1KT线圈串联电路的两端；第二继电器2KA的常开触点2KA6、第一接触器1KM的常闭触点1KM6、第二接触器2KM线圈的串联后，并联到第二接触器2KM的常闭开关2KM4与第一时间继电器1KT线圈串联电路的两端；第二时间继电器2KT的通电延时闭合触点2KT2、第二继电器2KA的常开触点2KA5分别并联到第一时间继电器1KT的通电延时闭合触点1KT1的两端。

所述的电机自耦减压起动电路包括第一接触器、自耦减压变压器TM。第一接触器1KM的三个联动常开触点1KM1串接在三相交流电机M的供电电源和自耦减压变压器TM的抽头线圈之间；从自耦减压变压器TM 60%的抽头线圈引出的三相信号线，其中V相直接接在三相交流电机M供电电源的V相上，U相和W相分别与第一接触器1KM的两个常开触点1KM3和1KM2串联接在三相交流电机M供电电源的U相和W相上。

所述电机运行方式切换控制电路还包括电机自耦减压起动指示单元。电机自耦减压起动指示单元包括第一继电器1KA的常闭触点1KA1、绿色指示灯HG、第一继电器1KA的常开触点1KA2、第二接触器2KM的常闭触点2KM2、黄色指示灯HY、第二接触器2KM的常开触点2KM3、红色指示灯HR，第一继电器1KA的常闭触点1KA1与绿色指示灯HG串联接到三相交流电机M供电电源的U相线和W相线之间；第一继电器1KA的常开触点、第二接触器2KM的常闭触点2KM2、黄色指示灯HY串联后，并联在第一继电器1KA的常闭触点1KA1与绿色指示灯HG串联电路的两端；第二接触器2KM的常开触点2KM3与红色指示灯HR串联后，并联在第一继电器1KA的常闭触点1KA1与绿色指示灯HG串联电路的两端。

所述的电机自耦减压起动指示单元中还安装有报警电路，所述报警电路包括电阻R和报警器DF，电阻R和报警器DF的串联电路并联在黄色指示灯HY的两端。

所述电机运行方式切换控制电路的U相线、W相线上设置有保险丝FU1、FU2。

此外，在电机运行方式切换控制电路中还设置有第一常闭开关1SB、第二常开开关2SB、第三常开开关3SB、热继电器FR的常闭触点FR1。所述的第一常闭开关1SB和热继电器FR的常闭触点FR1分别串接在三相交流电机M供电电源的U相线和W相线上，第三常开开关3SB，第三常开开关3SB并联在第一时间继电器1KT的通电延时闭合触点1KT1的两端。

本使用新型还包括保护电路。所述保护电路包括三相电源的电流检测单元， U相电流检测单元包括电流互感器LHu、第一热继电器1FR、电流显示器PA1、第二继电器2KA的常闭触点2KA1，U相电流互感器LHu设置在三相交流电机M供电电源的U相线上，U相电流互感器LHu的两输出端头，一端直接接地，另一端串联第一热继电器1FR和电流显示器PA1后接地,第二继电器2KA的常闭触点2KA1并联在第一热继电器1FR的两端；V相电流检测单元包括电流互感器LHv、第二热继电器2FR、第二继电器2KA的常闭触点2KA2，V相电流互感器LHv设置在三相交流电机M供电电源的V相线上，V相电流互感器LHv的两输出端头，一端直接接地，另一端串联第二热继电器2FR后接地，第二继电器2KA的常闭触点2KA2并联在第二热继电器2FR的两端；W相电流检测单元包括电流互感器LHw、第三热继电器3FR、第二继电器2KA的常闭触点2KA3，W相电流互感器LHw设置在三相交流电机M供电电源的W相线上，W相电流互感器LHw的两输出端头，一端直接接地，另一端串联第三热继电器3FR后接地，第二继电器2KA的常闭触点2KA3并联在第三热继电器3FR的两端；

工作过程如下：当闭合总开关QS，电机自耦减压起动箱电气控制回路中的起动指示电路中的绿色指示灯HG亮。闭合第二开关2SB(第二常开开关2SB为轻触断开式按钮，当被压下去时，其接通，松开后即断开)，第三继电器3KA的线圈通电，其常开触点3KA1的接通，使第一接触器1KM的线圈和第二时间继电器2KT的线圈通电，第一接触器1KM的三个联动常开触点1KM1吸合，同时第一接触器1KM的两个常开触点1KM2和1KM3也吸合，使380V电源经自耦减压变压器的60%抽头引出，加在电动机上，使电动机在减压状态下开始起动。第一接触器1KM的常开触点1KM5吸合，接通了第一继电器1KA的线圈，使第一继电器1KA的线圈通电，第一继电器1KA的常开触点1KA2、1KA3、1KA4接通, 第一继电器1KA的常闭触点1KA1断开。第一继电器1KA的常开触点1KA2的吸合接通黄色指示灯HY；第一继电器1KA的常开触点1KA3的吸合，保持第一继电器1KA的线圈始终处于通电的状态；第一继电器1KA常开触点1KA4的吸合，使第一时间继电器1KT线圈通电，进入计时状态。

当到第一时间继电器1KT达整定时间，电动机自耦减压起动完成。具体过程为：第一时间继电器1KT线圈的通电使第一时间继电器1KT的通电延时闭合触点1KT1延时接通，使第二继电器2KA的线圈得电，第二继电器2KA的常开触点2KA5、2KA6吸合，第二继电器2KA的常闭触点2KA4断开。第二继电器2KA的常开触点2KA5吸合令第二继电器2KA的线圈一直保持通电的状态；而第二继电器2KA的常闭触点2KA4断开，使第一接触器1KM的线圈失电，第一接触器1KM的常开触点全部断开，第一接触器1KM的所有常闭触点恢复闭合状态。这样，因第一接触器1KM的常闭触点1KM6的接通，使第二接触器2KM的线圈通电，第二接触器2KM的三个联动常开主触点2KM1接通，三相交流电动机M转入380V全电压运行。同时，第二接触器2KM的常开触点2KM3也吸合，接通红色指示灯HR。

此外，在按下第二常开开关2SB后，引起第二时间继电器2KT的线圈得电进入延时计时状态，由人为整定它的延时值大于第一时间继电器1KT延时值，这样就保持了在第一时间继电器1KT的通电延时闭合触点1KT1先行动作后，第二时间继电器2KT也因电源被切断，无须延时动作。但当第一时间继电器1KT发生故障，不能在整定的时间内动作使电动机转全压运行时，等延时到第二时间继电器2KT的整定值后，由第二时间继电器2KT的通电延时闭合触点2KT1动作来引起第三继电器3KA的线圈失电，进而切断第一接触器1KM的线圈，使第一接触器1KM的常闭触点1KM6闭合。然后又通过第二时间继电器2KT的通电延时闭合触点2KT2来接通第二继电器2KA的线圈，使第二继电器2KA的常开触点2KA6闭合。由于第一接触器1KM的常闭触点1KM6和第二继电器2KA的常开触点2KA6均闭合，使得第二接触器2KM的的线圈得电，第二接触器2KM的三个联动常开触点2KM1闭合，使自耦变压器能在第二时间继电器2KT的整定时间内可靠地退出，并将电动机由起动状态转为运行状态。

当然，有时第二时间继电器2KT自身的延时动合触点不一定能及时吸合，这时，尽管电路不能及时转为运行状态，但它却能确保第三继电器3KA及时断开，使自耦线圈TM能及时可靠地退出。另外，它还能在第二继电器2KA故障失灵时，保证第一接触器1KM失电断开，及时退出自耦变压器，从而有效地避免了自耦线圈TM长期带电而被烧毁。

Claims (5)

1.一种电机自耦减压起动箱，包括电机自耦减压起动电路、电机运行方式切换控制电路，电机自耦减压起动电路的输入端分别用于连接三相交流电机的供电电源，电机运行方式切换控制电路的输入端用于串接到三相交流电机供电电源的U相和W相之间，电机运行方式切换控制电路控制连接电机自耦减压起动电路，其特征在于：所述电机运行方式切换控制电路包括第一接触器1KM、第二接触器2KM、第一继电器1KA、第二继电器2KA、第三继电器3KA、第一时间继电器1KT、第二时间继电器2KT，所述第一接触器1KM的线圈、第三继电器3KA的常开触点3KA1、第二继电器2KA的常闭触点2KA4串联接在三相交流电机供电电源的U相线和W相线之间，第一接触器1KM的常开触点1KM4、第二时间继电器2KT的线圈串联后，并联在第一接触器1KM线圈的两端；第三继电器3KA的线圈、第二时间继电器2KT的通电延时断开开关2KT1串联后，并联接在第一接触器1KM线圈和第三继电器3KA常开触点3KA1串联电路的两端，且第三继电器3KA的线圈与第二时间继电器2KA的线圈接通；第一接触器的常开触点1KM5、第一继电器1KA的线圈串联接在三相交流电机供电电源的U相线和W相线之间，第一继电器1KA的常开触点1KA3并联在第一接触器1KM常开触点1KM4的两端；第一继电器1KA的常开触点1KA4、第二接触器2KM的常闭触点2KM4、第一时间继电器1KT的线圈串联接在三相交流电机供电电源的U相和W相之间，第一时间继电器1KT的通电延时闭合触点1KT1、第二继电器2KA的线圈串联后，并联接在第二接触器2KM的常闭触点2KM4和第一时间继电器1KT线圈的串联电路的两端，第二继电器2KA的常开触点2KA6、第一接触器1KM的常闭触点1KM6、第二接触器2KM的线圈串联后，并联接在第一时间继电器1KT通电延时闭合开关2KT2和第二继电器2KA线圈串联电路的两端；第二时间继电器2KA的通电延时闭合触点、第二继电器2KA的常开触点2KA5并联后，并联到第一时间继电器1KT通电延时闭合触点1KT1的两端，所述第二接触器2KM的三个联动常开触点分别串联在三相交流电机的供电电源上；所述电机自耦减压起动电路包括第一接触器1KM、自耦减压变压器TM，第一接触器1KM的三个联动常开触点1KM1串接在三相交流电机的供电电源和自耦减压变压器的抽头线圈之间；从自耦减压变压器的中间抽头引出的三相信号线， 其中V相的输出端直接连接到三相交流电机的供电电源的V相上， U相和W相的输出端分别与第一接触器1KM的两个常开触点1KM3和1KM2串联后，连接到三相交流电机的供电电源的U相和W相上。

2.如权利要求1所述的电机自耦减压起动箱，其特征在于：所述电机运行方式切换控制电路还包括自耦减压起动指示单元，自耦减压起动指示单元包括第一继电器1KA的常闭触点1KA1、绿色指示灯HG、第一继电器1KA的常开触点1KA2、第二接触器2KM的常闭触点2KM2、黄色指示灯HY、第二接触器2KM的常开触点2KM3、红色指示灯HR，所述第一继电器1KA的常闭触点1KA1、绿色指示灯HG串联接到三相交流电机M供电电源的U相线和W相线之间，所述第一继电器1KA的常开触点、第二接触器2KM的常闭触点2KM2、黄色指示灯HY串联后，并联接到第一继电器1KA的常闭触点1KA1与绿色指示灯HG串联电路的两端；第二接触器2KM的常开触点2KM3与红色指示灯HR串联后，并联在第一继电器1KA的常闭触电1KA1与绿色指示灯HG串联电路的两端。

3.如权利要求2所述的电机自耦减压起动箱，其特征在于：所述电机运行方式切换控制电路还设有第三常开开关，第三常开开关并联在第一时间继电器通电延时闭合触点的两端。

4.如权利要求1或2或3所述的电机自耦减压起动箱，其特征在于：所述电机自耦减压起动箱还包括保护电路，所述的保护电路包括U、V、W三相电流检测单元，所述U、V、W三相电流检测单元的电路相同，均包括电流互感器、热继电器、第二继电器的常闭触点，电流互感器设置在相应相线上，电流互感器的两个输出端，一端直接接地，另一端与热继电器串联后接地，第二继电器的常闭触点并联在热继电器的两端。

5.如权利要求4所述的电机自耦减压起动箱，其特征在于：所述电机自耦减压起动保护电路中的U相电流互感器线路上串接有电流显示器。