CN103236808B - 电机降压启动保护器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电机降压启动保护器，其包括CPS控制与保护开关电器与若干个接触器组成的主回路和二次控制回路，在主回路中，接触器的主触头与电机的绕组形成降压启动状态回路和正常运行状态回路，CPS控制与保护开关电器的主触头一端连接三相电源，另一端与降压启动状态回路和正常运行状态回路连接，在二次控制回路中，CPS控制与保护开关电器的可编程输入端设置开关控制回路，CPS控制与保护开关电器的电源端口与单相电源连接，电源端口并联有运行状态控制回路。本发明的电机降压启动保护器电路结构简单，不仅能够实现电机的降压启动，而且能够对电机提供过流过载等保护作用，操作方便，易于实现远程控制。

Description

电机降压启动保护器

技术领域

本发明涉及机电领域，特别是一种在电机启动时提供降压启动的控制系统。

背景技术

异步电机在启动过程中，启动电流较大，必须要采取一定的措施对电机进行保护，防止电机烧坏，现有技术中，异步电机的降压启动电路中，通常需要设置接触器、时间继电器等，通过时间继电器延时切换来完成降压启动，这种启动方式无法得知电机启动状态，控制不准确，无法适应因负载变化引起的启动时间变化等情况，且器件触点较多，电路线路结构复杂，也无法满足智能配电监控设备实现远程监控的需求。

发明内容

本发明的目的在于针对背景技术中所述的现有的电机降压启动控制电路复杂，元件多，无法根据实际电流大小判断启动过程是否完成的问题，采用新型智能型CPS控制与保护开关电器，按照需要，设定程序采用传统延时切换方式或选用判断实际电流方式，提供一种线路简单，便于操作并可用于智能配电监控的电机降压启动保护器。

实现本发明的目的的技术方案如下：

一种电机降压启动保护器，其包括CPS控制与保护开关电器与若干个接触器组成的主回路和二次控制回路，在主回路中，接触器的主触头与电机的绕组形成降压启动状态回路和正常运行状态回路，CPS控制与保护开关电器的主触头一端连接三相电源，另一端与降压启动状态回路和正常运行状态回路连接，在二次控制回路中，CPS控制与保护开关电器的可编程输入端设置开关控制回路，CPS控制与保护开关电器的电源端口与单相电源连接，电源端口并联有运行状态控制回路。

所述的降压启动状态回路和正常运行状态回路分别为星/三角回路，其包括第一接触器和第二接触器，电机的三相绕组的首端与CPS控制与保护开关电器的主触头连接，在降压启动状态回路中，第一接触器的主触头出线端短接，连接在电机的三相绕组的尾端端子上，在正常运行状态回路中，第二接触器的主触头分别对应连接在电机的三相绕组的首端和尾端，运行状态控制回路包括降压启动控制支路和正常运行控制支路，降压启动控制支路包括相互串联的第一接触器的线圈、第二接触器的常闭触点以及CPS控制与保护开关电器的第一可编程输出常开触点，正常运行控制支路包括相互串联的第二接触器的线圈、第一接触器的常闭触点以及CPS控制与保护开关电器的第二可编程输出常开触点。

所述的降压启动状态回路包括第一接触器主触头、第二接触器主触头和自耦变压器，第一接触器主触头一端与三相电源连接，另一端与自耦变压器的端子连接，第二接触器主触头一端与自耦变压器的另一端子连接，第二接触器主触头另一端短接，自耦变压器的中间抽头与电机的绕组连接，所述的正常运行状态回路包括第三接触器的主触头，第三接触器的主触头一端与三相电源连接，另一端与电机的绕组连接，运行状态控制回路包括降压启动控制支路和正常运行控制支路，降压启动控制支路包括CPS控制与保护开关电器的第一可编程输出常开触点、第一接触器的线圈、第二接触器的线圈以及第三接触器的常闭触点，第一接触器的线圈、第二接触器的线圈并联，形成的回路与第一可编程输出常开触点、第三接触器的常闭触点串联，所述的正常运行控制支路包括相互串联的CPS控制与保护开关电器的第二可编程输出常开触点、第一接触器的常闭触点、第二接触器的常闭触点以及第三接触器的线圈。

所述的正常运行状态回路包括第一接触器，第一接触器一端连接三相电源，另一端连接电机线圈，降压启动状态回路包括调压电阻，调压电阻一端与三相电源连接，另一端与电机线圈连接，运行状态控制回路包括CPS控制与保护开关电器的第一可编程输出常开触点和第一接触器的线圈。

上述几种方案中，所述的开关控制回路包括常闭按键开关、常开按键开关以及CPS控制与保护开关电器的辅助常开触点，CPS控制与保护开关电器的辅助常开触点与常开按键开关并联，形成的回路与常闭按键开关串联，CPS控制与保护开关电器的外接控制方式端口短接。

上述几种方案中，所述的CPS控制与保护开关电器的通信端口与上位机连接。

本发明的电机降压启动保护器采用了新型智能化CPS控制与保护开关电器和若干个接触器以实现不同的降压启动控制，结构简单，CPS控制与保护开关电器既可以设置各个可编程输出常开触点的闭合/断开状态切换时间，控制各个接触器的断开/闭合，以控制降压启动回路接入的时间，也可以通过CPS控制与保护开关电器监测电机的启动电流，来判断启动过程是否完成，以控制降压启动回路和正常运行回路的切换，控制更加准确，而且用户可以根据设备或负载情况需要，更改降压启动的方式，操作简单，CPS控制与保护开关电器还能够对电机提供过流过载等保护。将本发明中的CPS控制与保护开关电器的RS485通讯端口通过现场总线与智能配电设备的上位机连接并实现通讯，就可实现设备的实时远程监测与控制，适合智能电网技术发展的需求。

附图说明

图1为本发明的电机降压启动保护器实施例1的原理框图；

图2为本发明的电机降压启动保护器实施例2的二次控制回路原理图；

图3为本发明的电机降压启动保护器实施例2的主回路原理图；

图4为本发明的电机降压启动保护器实施例3的二次控制回路原理图；

图5为本发明的电机降压启动保护器实施例3的主回路原理图；

图6为本发明的电机降压启动保护器实施例4的二次控制回路原理图；

图7为本发明的电机降压启动保护器实施例4的主回路原理图；

图中，1为CPS控制与保护开关电器，2a为实施例2中的第一可编程输出常开触点，2b为实施例3中的第一可编程输出常开触点，2c为实施例4中的第一可编程输出常开触点，3a为实施例2中的第二可编程输出常开触点，3b为实施例3中的第二可编程输出常开触点，4为辅助常开触点，5为CPS控制与保护开关电器的主触头，6a为实施例2中的第一接触器的线圈，6b为实施例3中的第一接触器的线圈，6c为实施例4中的第一接触器的线圈，7a为实施例2中的第二接触器的线圈，7b为实施例3中的第二接触器的线圈，8为第三接触器的线圈，9a为实施例2中的第一接触器的主触头，9b为实施例3中的第一接触器的主触头，9c为实施例4中的第一接触器的主触头，10a为实施例2中的第二接触器的主触头，10b为实施例3中的第二接触器的主触头，11为第三接触器的主触头，12a为实施例2中的第一接触器的常闭触点，12b为实施例3中的第一接触器的常闭触点，12c为实施例4中的第一接触器的常闭触点，13a为实施例2中的第二接触器的常闭触点，13b为实施例3中的第二接触器的常闭触点，14为第三接触器的常闭触点，15为自耦变压器，16为调压电阻，17为电机，18为外接控制方式端口，19为常闭按键开关，20为常开按键开关，21为可编程输入端，22为电源端口。

具体实施方式

下面结合附图1至附图7对本发明的具体实施方式进行详细的阐明：

实施例1

一种电机降压启动保护器，其包括CPS控制与保护开关电器1与若干个接触器组成的主回路和二次控制回路，在主回路中，接触器的主触头与电机的绕组形成降压启动状态回路和正常运行状态回路，CPS控制与保护开关电器的主触头一端连接三相电源，另一端与降压启动状态回路和正常运行状态回路连接，在二次控制回路中，CPS控制与保护开关电器1的可编程输入端21设置开关控制回路，CPS控制与保护开关电器1的电源端口22与单相电源连接，电源端口22并联有运行状态控制回路。

上述方案为电机降压启动保护器的基本实施方式，所述的主回路和二次控制回路可以采取多种降压启动保护电路来对电机进行保护，因此，仅仅对主回路和二次控制回路的具体电路结构进行简单的修改替换形成的技术方案均应落入本发明的权利要求的保护范围内。

实施例2

在实施例1基础上，所述的降压启动状态回路和正常运行状态回路分别为星/三角回路，其包括第一接触器和第二接触器，电机17的三相绕组的首端与CPS控制与保护开关电器的主触头5连接，在降压启动状态回路中，第一接触器的主触头9a出线端短接，连接在电机17的三相绕组的尾端端子上，在正常运行状态回路中，第二接触器的主触头10a分别对应连接在电机17的三相绕组的首端和尾端，运行状态控制回路包括降压启动控制支路和正常运行控制支路，降压启动控制支路包括相互串联的第一接触器的线圈6a、第二接触器的常闭触点13a以及CPS控制与保护开关电器1的第一可编程输出常开触点2a，正常运行控制支路包括相互串联的第二接触器的线圈7a、第一接触器的常闭触点12a以及CPS控制与保护开关电器1的第二可编程输出常开触点3a。

该实施例是采用了星/三角回路进行降压启动控制，在电机降压启动阶段，在降压启动控制支路中，CPS控制与保护开关电器1的第一可编程输出常开触点2a闭合，第一接触器的线圈6a导通，在正常运行控制支路中，CPS控制与保护开关电器1的第二可编程输出常开触点3a断开，第一接触器的常闭触点12a断开，第二接触器的线圈7a处于断开状态，在主回路中，第一接触器的主触头9a闭合，第二接触器的主触头10a断开，电机绕组为星形接法，启动电阻大，相应地减小启动电流；当电机17启动完成后，在正常运行控制支路中，CPS控制与保护开关电器1的第二可编程输出常开触点3a闭合，第二接触器的线圈7a处于闭合状态，在降压启动控制支路中，CPS控制与保护开关电器的第一可编程输出常开触点2a断开，第二接触器的常闭触头13a断开，第一接触器的线圈6a断开，在主回路中，第一接触器的主触头9a断开，第二接触器的主触头10a闭合，这时，电机绕组为三角形接法。根据电机启动时间，可以在CPS控制与保护开关电器1上设定第一可编程输出常开触点2a、第二可编程输出常开触点3a的闭合与断开时间，进而设定主回路中电机绕组星形接法与三角形接法的切换时间，也可以在CPS控制与保护开关电器1上设定电机正常运行时的电流值来控制星形接法与三角形接法之间的切换，当电机启动完成后，电流恢复到正常的运行状态电流时，主回路中电机绕组从星形接法切换到三角形接法。

实施例3

在实施例1基础上，所述的降压启动状态回路包括第一接触器主触头9b、第二接触器主触头10b和自耦变压器15，第一接触器主触头9b一端与三相电源连接，另一端与自耦变压器15的端子连接，第二接触器主触头10b一端与自耦变压器15的另一端子连接，第二接触器主触头10b另一端短接，自耦变压器的中间抽头与电机17的绕组连接，所述的正常运行状态回路包括第三接触器的主触头11，第三接触器的主触头11一端与三相电源连接，另一端与电机17的绕组连接，运行状态控制回路包括降压启动控制支路和正常运行控制支路，降压启动控制支路包括CPS控制与保护开关电器1的第一可编程输出常开触点2b、第一接触器的线圈6b、第二接触器的线圈7b以及第三接触器的常闭触点14，第一接触器的线圈6b、第二接触器的线圈7b并联，形成的回路与第一可编程输出常开触点2b、第三接触器的常闭触点14串联，所述的正常运行控制支路包括相互串联的CPS控制与保护开关电器1的第二可编程输出常开触点3b、第一接触器的常闭触点12b、第二接触器的常闭触点13b以及第三接触器的线圈8。

该实施例是采用了自耦变压器15进行降压启动控制，在电机降压启动阶段，在降压启动控制支路中，CPS控制与保护开关电器1的第一可编程输出常开触点2b闭合，第一接触器的线圈6b和第二接触器的线圈7b导通，在正常运行控制支路中，CPS控制与保护开关电器1的第二可编程输出常开触点3b断开，第一接触器的常闭触点12b和第二接触器的常闭触点13b断开，第三接触器的线圈8处于断开状态，在主回路中，第一接触器的主触头9b和第二接触器的主触头10b闭合，第三接触器的主触头11断开，通过设定自耦变压器15进行降压，相应地减小启动电流；当电机17启动完成后，在正常运行控制支路中，CPS控制与保护开关电器1的第二可编程输出常开触点3b闭合，第三接触器的线圈8处于闭合状态，在降压启动控制支路中，CPS控制与保护开关电器1的第一可编程输出常开触点2a断开，第三接触器的常闭触头14断开，第一接触器的线圈6b和第二接触器的线圈7b断开，在主回路中，第一接触器的主触头9b和第二接触器的主触头10b断开，第三接触器的主触头11闭合，这时，不通过自耦变压器15降压，电机17进入正常运行，也可以在CPS控制与保护开关电器1上设定电机正常运行时的电流值来控制自耦变压器的接入和断开，当电机启动完成后，自耦变压器断开，电流恢复到正常的运行状态电流，电机进入正常运行。

实施例4

在实施例1基础上，所述的正常运行状态回路包括第一接触器，第一接触器一端连接三相电源，另一端连接电机绕组，降压启动状态回路包括调压电阻16，调压电阻16一端与三相电源连接，另一端与电机绕组连接，运行状态控制回路包括CPS控制与保护开关电器的第一可编程输出常开触点2c和第一接触器的线圈6c。

该实施例采用了调压电阻16进行降压启动控制，在电机降压启动阶段，在二次控制回路中，CPS控制与保护开关电器1的第一可编程输出常开触点2c断开，第一接触器的线圈9c断开，在主回路中，第一接触器的主触头9c断开，通过设置调压电阻16，使电机启动电阻增大，相应地减小启动电流；当电机启动完成后，在二次控制回路中，CPS控制与保护开关电器1的第一可编程输出常开触点2c闭合，第一接触器的线圈6c处于闭合状态，在主回路中，第一接触器的主触头9c闭合，这时，调压电阻16被短路，电阻值减小，电机可以正常运行。

实施例5

实施例1至实施例4中，所述的开关控制回路包括常闭按键开关19、常开按键开关20以及CPS控制与保护开关电器1的辅助常开触点4，CPS控制与保护开关电器1的辅助常开触点4与常开按键开关20并联，形成的回路与常闭按键开关19串联，CPS控制与保护开关电器1的外接控制方式端口18短接。

按下常开按键开关20时，CPS控制与保护开关电器1导通，辅助常开触点闭合4，CPS控制与保护开关电器1开始工作，当按下常闭按键开关19时，CPS控制与保护开关电器1断开，辅助常开触点4断开，CPS控制与保护开关电器1停止工作。通过这种方式，可以手动操作CPS控制与保护开关电器1的开启和关闭，及电机的启动与停止。

实施例6

上述几种方案中，CPS控制与保护开关电器的通信端口与上位机连接，可以实现远程通信和控制，可以在上位机上对降压启动的切换时间或切换电流进行设置，使控制操作更加高效便捷。

Claims (4)

1.一种电机降压启动保护器，其特征在于：其包括CPS控制与保护开关电器与若干个接触器组成的主回路和二次控制回路，在主回路中，接触器的主触头与电机的绕组形成降压启动状态回路和正常运行状态回路，CPS控制与保护开关电器的主触头一端连接三相电源，另一端与降压启动状态回路和正常运行状态回路连接，在二次控制回路中，CPS控制与保护开关电器的可编程输入端设置开关控制回路，CPS控制与保护开关电器的电源端口与单相电源连接，电源端口并联有运行状态控制回路，所述的CPS控制与保护开关电器的通信端口与上位机连接；所述的开关控制回路包括常闭按键开关、常开按键开关以及CPS控制与保护开关电器的辅助常开触点，CPS控制与保护开关电器的辅助常开触点与常开按键开关并联，形成的回路与常闭按键开关串联，CPS控制与保护开关电器的外接控制方式端口短接。

2.根据权利要求1所述的电机降压启动保护器，其特征在于：所述的降压启动状态回路和正常运行状态回路分别为星/三角回路，其包括第一接触器和第二接触器，电机的三相绕组的首端与CPS控制与保护开关电器的主触头连接，在降压启动状态回路中，第一接触器的主触头出线端短接，连接在电机的三相线圈的尾端端子上，在正常运行状态回路中，第二接触器的主触头分别对应连接在电机的三相绕组的首端和尾端，运行状态控制回路包括降压启动控制支路和正常运行控制支路，降压启动控制支路包括相互串联的第一接触器的线圈、第二接触器的常闭触点以及CPS控制与保护开关电器的第一可编程输出常开触点，正常运行控制支路包括相互串联的第二接触器的线圈、第一接触器的常闭触点以及CPS控制与保护开关电器的第二可编程输出常开触点。

3.根据权利要求1所述的电机降压启动保护器，其特征在于：所述的降压启动状态回路包括第一接触器主触头、第二接触器主触头和自耦变压器，第一接触器主触头一端与三相电源连接，另一端与自耦变压器的端子连接，第二接触器主触头一端与自耦变压器的另一端子连接，第二接触器主触头另一端相互短接，自耦变压器的中间抽头与电机的绕组连接，所述的正常运行状态回路包括第三接触器的主触头，第三接触器的主触头一端与三相电源连接，另一端与电机的绕组连接，运行状态控制回路包括降压启动控制支路和正常运行控制支路，降压启动控制支路包括CPS控制与保护开关电器的第一可编程输出常开触点、第一接触器的线圈、第二接触器的线圈以及第三接触器的常闭触点，第一接触器的线圈、第二接触器的线圈并联，形成的回路与第一可编程输出常开触点、第三接触器的常闭触点串联，所述的正常运行控制支路包括相互串联的CPS控制与保护开关电器的第二可编程输出常开触点、第一接触器的常闭触点、第二接触器的常闭触点以及第三接触器的线圈。

4.根据权利要求1所述的电机降压启动保护器，其特征在于：所述的正常运行状态回路包括第一接触器，第一接触器一端连接三相电源，另一端连接电机绕组，降压启动状态回路包括调压电阻，调压电阻一端与三相电源连接，另一端与电机绕组连接，运行状态控制回路包括CPS控制与保护开关电器的第一可编程输出常开触点和第一接触器的线圈。