CN108551280A - 一种软启动装置及具有其的软启动柜 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种软启动装置及具有其的软启动柜，包括并排设置的三相晶闸管调压装置，每相晶闸管调压装置均包括壳体、散热排组件和晶闸管组件；所述壳体内部设置有沿所述壳体长度方向延伸的安装支架；所述散热排组件包括多个间隔设置于安装支架的散热排，相邻散热排间隔形成安装区间；所述晶闸管组件包括固定设置在安装区间中的若干晶闸管单元，若干晶闸管单元依次串联且可正向或反向导通。采用本技术方案的软启动装置，将产生的热量通过散热排向其两侧及纵向进行散热，不阻碍热空气的流动，加速散热效果，以保障电气元器件正常工作，提升产品使用的寿命，整体结构简洁，简化安装结构，有利于产品向小型化趋势发展。

Description

一种软启动装置及具有其的软启动柜

技术领域

本发明涉及电机软启动技术领域，具体涉及一种软启动装置及具有其的软启动柜。

背景技术

软启动装置主要用于各类大功率电动机的平滑启动，以取代传统的启动方式。软起动装置是通过采用降压、补偿或变频等技术手段实现电动机及机械负载的平滑起动，具体的说，通过软启动装置中的晶闸管调压器连接电动机，启动时，使电动机输入电压从零开始以预设函数关系逐渐上升，直至启动结束，赋予电动机全电压，即为软启动过程，可降低启动电流，避免启动过流跳闸，从而减少起动电流对电网的影响程度，使电网和机械系统得以保护，并延长电机的使用寿命，节约机械的维修费用，可广泛应用于高压电机、风机、水泵、输送类及压缩机等负载。

例如，中国专利文献CN205490248U公开了一种手车式中高压固态电机软启动装置，包括底盘车和电机软启动装置，所述电机软启动装置包括框架、散热装置、晶闸管、驱动板、保护板以及采样板，散热装置、驱动板、保护板和采样板均设置在框架上，晶闸管固定在散热装置上，散热装置上设有进出线铜排。使用软启动装置启动电动机时，晶闸管的输出电压逐渐增加，电动机逐渐加速，直到晶闸管全导通，实现电动机平滑启动。并结合上述公开文献中的附图2-3可以了解到软启动装置的具体结构，其中，多个散热装置在框架中由上至下依次排列安装，多个散热装置之间设置有左右两排的晶闸管，在两排晶闸管全导通情况下才能满足平滑启动要求，还需通过两组紧固组件对多个散热装置进行压紧，从而对多个散热装置之间的两排晶闸管起到紧固作用，两组紧固组件分别包括压杆、拉杆、锁紧螺栓、锁紧螺母。

从上述软启动装置的结构可以看出，其存在以下技术问题：1.采用两组紧固组件的固定方式，安装结构复杂，零部件多，以及晶闸管所需数量多，占用空间大，增大体积，不利于软启动装置的小型化发展趋势；2.散热装置由上至下安装，而产生的热空气是从下往上传递的，这样容易影响框架上的晶闸管、驱动板、采样板等元器件的工作性能，散热效果差，结构布局不合理，降低软启动装置的使用寿命。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的软启动装置的安装结构复杂、晶闸管所需数量多、增大体积，以及散热效果差，结构布局不合理，降低其使用寿命的问题，从而提供一种结构简单，缩小体积，结构布局合理，散热效果好，提高产品使用寿命的软启动装置。

为解决上述技术问题，本发明提供一种软启动装置，包括并排设置的三相晶闸管调压装置，每相所述晶闸管调压装置均包括：

壳体，内部设置有沿所述壳体长度方向延伸的安装支架；

散热排组件，包括多个间隔设置于所述安装支架的散热排，相邻所述散热排间隔形成安装区间；

晶闸管组件，包括固定设置在所述安装区间中的若干晶闸管单元，所述晶闸管单元由两个反并联设置的可控硅组成；若干所述晶闸管单元依次串联且可正向或反向导通。

作为一种优选方案，所述壳体内形成有上安装室和下安装室，所述散热排组件通过绝缘子固定安装于所述下安装室中，所述散热排延伸面垂直于所述下安装室的底面设置。

作为一种优选方案，所述散热排组件长度两端的所述散热排上分别设置有进线铜排和出线铜排，相邻所述散热排的上下两侧分别连接有保护元器件。

作为一种优选方案，所述晶闸管调压装置还包括安装在所述上安装室中的控制电路板，所述控制电路板通过光纤分别连接所述晶闸管单元。

作为一种优选方案，还包括一体安装在所述三相晶闸管调压装置正面的智能控制装置，所述智能控制装置包括与所述控制电路板通讯连接的中央处理器，所述中央处理器用于向所述控制电路板发送指令并控制所述晶闸管阀单元启动。

作为一种优选方案，所述出线铜排上安装有用于采集每相所述晶闸管调压装置的电量参数信息的互感器，所述智能控制装置可接收所述互感器的电量参数信息。

作为一种优选方案，所述智能控制装置还包括与所述中央处理器分别连接的显示器和光纤收发器，所述中央处理器通过所述光纤收发器与所述控制电路板通讯连接。

作为一种优选方案，所述安装支架包括穿过若干所述散热排对应成型的通孔的两个导向杆，以及由两个所述导向杆的两端分别相向旋入以紧固若干所述散热排和若干所述晶闸管单元的两个固定压块，所述固定压块与所述导向杆之间螺纹配合。

本发明还提供一种软启动柜，包括柜体、断路器以及上述中任一项所述的软启动装置，所述柜体包括设置其正面的低压控制室、开关室、软启动室和设置其背面的高压室，所述高压室中设置有进线母排和出线母排，所述断路器安装在所述开关室并连接所述进线母排，所述软启动装置安装在所述软启动室中并连接所述断路器和所述出线母排。

作为一种优选方案，还包括安装所述高压室中且连接所述断路器和所述软启动装置的接触器，所述接触器的输入端连接所述断路器，其输出端连接所述软启动装置；所述低压控制室内设置有用于控制所述接触器通断的控制器，和通过线路连接所述软启动装置中的互感器的检测仪表。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

1.本发明提供的软启动装置中，通过在壳体内设置沿其长度方向延伸的安装支架，安装支架上间隔设置有多个散热排，通过在多个散热排之间形成的安装区间中固定设置若干晶闸管单元，使多个散热排和若干晶闸管单元在壳体内依次串联并呈水平横向布置，结构简洁，这样的好处在于，有利于将晶闸管产生的热量通过散热排向其两侧及纵向进行散热，确保产生热空气可以正常的由下至上散发，不阻碍热空气的流动，加速散热效果，降低壳体内温度，以保障电气元器件正常工作；并且，本方案中的若干晶闸管单元均由两个反并联设置的可控硅组成，从而将若干晶闸管依次串联可实现双向导通，导通时间快，并相比现有技术可减少一组晶闸管数量，零部件少，简化安装结构，缩小体积，有利于产品向小型化趋势发展。采用本技术方案的软启动装置，结构布局合理，散热效果好，体积小，延长其使用寿命，通过三相晶闸管调压装置改变输出电压和升压时间来改变电动机的启动特性，实现平滑启动。

2.本发明提供的软启动装置中，所述壳体内形成有上安装室和下安装室，所述散热排组件通过绝缘子固定安装于所述下安装室中，这样既实现了上安装室和下安装室的相互隔离，又能充分利用壳体内的安装空间，满足设计需求，从而优化内部资源配置，提高产品整体工作性能，其中，所述散热排延伸面垂直于所述下安装室的底面设置，即多个散热排呈竖直状沿水平方向布置，保证每个散热排和晶闸管单元都有合适的散热区域，使热空气从散热排两侧及边沿的空间有效散发，故不会对相邻的散热排造成散热不畅的问题，设计合理，配合可靠。

3.本发明提供的软启动装置中，所述智能控制装置包括与所述控制电路板通讯连接的中央处理器，所述中央处理器用于向所述控制电路板发送指令并控制所述晶闸管阀单元启动，这种结构设置，便于用户直接和直观的操作，实现人机交换，所述中央处理器具有数据信息处理的功能，以其为核心通过协议或线路集中控制每相的晶闸管调压装置，例如操控电动机启动时，通过所述智能控制装置可驱动三相晶闸管调整装置降低施加在电动机上的电压，然后通过控制施加在电动机上的电压和电流平滑增加电动机的转矩，直到电动机加速到全速运行。这样就可以降低电动机的启动冲击电流，减少对电网及电机本身的冲击，延长设备使用寿命，智能化程度高，操作方便。

4.本发明提供的软启动装置中，所述智能控制装置还包括与所述中央处理器分别连接的显示器和光纤收发器，所述中央处理器通过所述光纤收发器与所述控制电路板通讯连接，这种结构设置，智能控制装置全程通过光信号控制所述控制电路板来驱动若干晶闸管单元工作，信号传输速度快，数据处理能力更强，扩展性更好，抗干扰性好，控制准确性高。

5.本发明提供的软启动装置中，为了可靠紧固多个散热排，通过两个导向杆将多个散热排串联成一排，若干晶闸管单元位于两个导向杆之间，再在两个导向杆一端旋紧固定压块，从而对多散热排施予相向压紧的预紧力，并集中作用在所述散热排与晶闸管单元相连的中间位置，使连接在多个散热排之间的晶闸管单元保持紧固状态，受力集中稳定，固定可靠，相比现有技术的同类产品，这种安装结构简单，零部件少，安装方便，结构上更为紧凑和小巧，提升整体结构的稳定性。

6.本发明提供的软启动柜中，其设置有如上所述的软启动装置，因而自然具有因设置上述软启动装置而带来的一切优点，并在柜体的开关室内安装连接所述软启动装置的断路器，这种断路器配合软启动装置的组合方式，通过断路器控制所述软启动装置输入电源的通断，因此，则无需再单独配置供电柜对软启动柜进行供电，占用空间小，降低成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明提供的软启动装置的内部结构示意图；

图2为本发明的晶闸管调压装置的结构示意图；

图3为本发明的软启动装置的立体结构示意图；

图4为本发明的智能控制装置的结构示意图；

图5为本发明提供的软启动柜的剖面示意图；

图6为本发明提供的软启动柜的工作原理示意图；

图7为本发明提供的晶闸管组件的工作原理示意图；

附图标记说明：1-晶闸管调压装置，11-壳体，110-上安装室，111-下安装室，12-散热排组件，121-散热排，13-晶闸管单元，14-安装支架，141-导向杆，142-固定压块，15-进线铜排，16-出线铜排，17-保护元器件，18-控制电路板，19-绝缘子，2-智能控制装置，21-中央处理器，3-互感器，4-柜体，41-低压控制室，42-开关室，43-软启动室，44-高压室，5-断路器，6-进线母排，7-出线母排，8-接触器。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

本实施例提供如图1-7所示一种软启动装置，包括并排设置的三相晶闸管调压装置1，每相所述晶闸管调压装置1均包括壳体11、散热排组件和晶闸管组件；

所述壳体11内部设置有沿所述壳体11长度方向延伸的安装支架14；所述散热排组件12包括多个间隔设置于所述安装支架14的散热排121，相邻所述散热排121间隔形成安装区间；所述晶闸管组件包括固定设置在所述安装区间中的若干晶闸管单元13，所述晶闸管单元13由两个反并联设置的可控硅组成；若干所述晶闸管单元13依次串联且可正向或反向导通。

上述实施方式中，通过在壳体11内设置沿其长度方向延伸的安装支架，安装支架上间隔设置有多个散热排121，通过在多个散热排121之间形成的安装区间中固定设置若干晶闸管单元13，使多个散热排和若干晶闸管单元在壳体内依次串联并呈水平横向布置，结构简洁，这样的好处在于，有利于将晶闸管产生的热量通过散热排121向其两侧及纵向进行散热，确保产生热空气可以正常的由下至上散发，不阻碍热空气的流动，加速散热效果，降低壳体内温度，以保障电气元器件正常工作；并且，本方案中的若干晶闸管单元13均由两个反并联设置的可控硅组成，从而将若干晶闸管单元依次串联可实现双向导通，导通时间快，并相比现有技术可减少一组晶闸管数量，零部件少，简化安装结构，缩小体积，有利于产品向小型化趋势发展。采用本技术方案的软启动装置，结构布局合理，散热效果好，体积小，延长其使用寿命，通过三相晶闸管调压装置1改变输出电压和升压时间来改变电动机的启动特性，实现平滑启动。

下面结合图1-2、图7对所述晶闸管调压装置1的具体结构作详细说明：

所述壳体11内形成有上安装室110和下安装室111，所述散热排组件12通过绝缘子19固定安装于所述下安装室111中，这样既实现了上安装室和下安装室的相互隔离，又能充分利用壳体11内的安装空间，满足设计需求，从而优化内部资源配置，提高产品整体工作性能，其中，所述散热排121延伸面垂直于所述下安装室111的底面设置，即多个散热排121呈竖直状沿水平方向布置，保证每个散热排和晶闸管单元都有合适的散热区域，使热空气从散热排121两侧及边沿的空间有效散发，故不会对相邻的散热排造成散热不畅的问题，设计合理，配合可靠。

在本实施例中，多个散热排121优选为铝排，具有优良的导电性能，使固定设置在安装区间中的若干晶闸管单元13相邻导通，并且，还具有很好导热性，能够快速吸热和散热，因此，由若干铝排组成的散热排组件可有效传递晶闸管单元工作时产生的热量，并快速散发热量，以保证晶闸管单元正常工作。

作为一种优选的实施方式，所述散热排组件12长度两端的所述散热排上分别设置有进线铜排15和出线铜排16，相邻所述散热排121的上下两侧分别连接有保护元器件17，起到多重保护效果，所述保护元器件包括电容、电阻等，对若干晶闸管组件起到线路保护作用。

进一步优选的，所述晶闸管调压装置1还包括安装在所述上安装室110中的控制电路板18，将所述控制电路板18与下安装室中的散热排组件12和晶闸管单元13隔开，间隔大，减少受热空气上升运动的影响。为了更高效的控制每个晶闸管单元，所述控制电路板18通过光纤分别连接所述晶闸管单元13，传输效率高，流量大，抗干扰性好，确保若干所述晶闸管单元工作的同步性。

下面结合图1-4对本实施例的智能控制装置的设置方式作详细说明:

本实施例提供的软启动装置还包括一体安装在所述三相晶闸管调压装置1正面的智能控制装置2，一体结构可缩小体积，减少安装空间，所述智能控制装置2包括与所述控制电路板18通讯连接的中央处理器21，所述中央处理器21用于向所述控制电路板18发送指令并控制所述晶闸管阀单元13启动，通过上述结构设置，便于用户直接和直观的操作，实现人机交换，所述中央处理器21具有数据信息处理的功能，以其为核心通过协议或线路集中控制每相的晶闸管调压装置，例如操控电动机启动时，通过所述智能控制装置2可驱动三相晶闸管调整装置1降低施加在电动机上的电压，然后通过控制施加在电动机上的电压和电流平滑增加电动机的转矩，直到电动机加速到全速运行。这样就可以降低电动机的启动冲击电流，减少对电网及电机本身的冲击，延长设备使用寿命，智能化程度高，操作方便。

为了在智能控制装置2上实时获取每相所述晶闸管调压装置1的电量参数信息和工作状态信息，所述出线铜排16上安装有用于采集每相所述晶闸管调压装置1的电量参数信息的互感器3，所述智能控制装置2可接收所述互感器的电量参数信息，其中，所述互感器3可以优选为电流互感器、电压互感器，从而可以采集电流、电压、功率因素等参数信息，技术人员可根据相关参数信息在所述智能控制装置2上实施操控。

进一步优选的，所述智能控制装置2还包括与所述中央处理器21分别连接的显示器和光纤收发器，所述中央处理器21通过所述光纤收发器与所述控制电路板18通讯连接，所述显示器用于显示各相晶闸管调压装置的工作状态信息，这种结构设置，智能控制装置2全程通过光信号控制所述控制电路板18来驱动若干晶闸管单元13工作，信号传输速度快，数据处理能力更强，扩展性更好，抗干扰性好，控制准确性高。

以下结合图1和图2对所述安装支架的具体结构作详细说明：

所述安装支架14包括穿过若干所述散热排121对应成型的通孔的两个导向杆141，以及由两个所述导向杆141的两端分别相向旋入以紧固若干所述散热排和若干所述晶闸管单元的两个固定压块142，所述固定压块142与所述导向杆141之间螺纹配合，通过两个导向杆141将多个散热排121串联成一排，若干晶闸管单元13位于两个导向杆之间，再在两个导向杆一端旋紧固定压块142，从而对多散热排121施予相向压紧的预紧力，并集中作用在所述散热排121与晶闸管单元相连的中间位置，使连接在多个散热排之间的晶闸管单元保持紧固状态，受力集中稳定，固定可靠。本发明的软启动装置的安装结构简单，相比现有技术的同类产品，零部件少，安装方便，结构上更为紧凑和小巧，提升整体结构的稳定性。

本实施软启动装置的工作原理：由三相晶闸管调压装置1的进线铜排16接入电源，操作所述智能控制装置2，通过光纤信号控制所述控制电路板18，通过控制电路板发送光信号指令至每个晶闸管单元13上，若干晶闸管单元正向或反向导通，从而控制出线铜排17上的输入电压从零开始以预设函数关系逐渐上升，实现电动机的柔性平滑启动。当启动完成后，电流降至电动机的工作额定电流，并将旁路的接触器闭合接通电动机，使软起动装置退出运行。

实施例2

本实施例提供一种软启动柜，如图5-6所示，包括柜体4、断路器5以及实施例1中所述的软启动装置，所述柜体4包括设置其正面的低压控制室41、开关室42、软启动室43和设置其背面的高压室44，所述高压室44中设置有进线母排6和出线母排7，所述断路器5安装在所述开关室42并连接所述进线母排6，所述软启动装置安装在所述软启动室43中并连接所述断路器5和所述出线母排7，所述断路器5相应为高压断路器，起到关合、承载和开断正常回路条件下的正常负荷电流和过负荷电流。因此，通过依次连接进线母排、断路器、软启动装置、出线母排以构成主回路。

本实施例提供的软启动柜设置有如上所述的软启动装置，因而自然具有因设置上述软启动装置而带来的一切优点，并在柜体内安装所述断路器和所述软启动装置的组合方式，通过断路器控制所述软启动装置输入电源的通断。需要说明的是，传统的软启动柜由配电柜实现电源通断操作，一台供电柜可同时控制多台软启动柜，导致一台软启动柜需要断电维护则必须关闭供电柜的供电，而采用上述结构设置的软启动柜，则无需再单独配置供电柜对软启动柜进行配电操作，占用空间小，降低成本，如此一来，只需要操作断路器分闸即可对软启动柜进行断电维护，操作方便，不影响其他电气设备和控制线路的正常工作，降低维护成本。

根据上述实施方式作进一步优选，软启动柜还包括安装所述高压室44中且连接所述断路器5和所述软启动装置的接触器8，所述接触器8的输入端连接所述断路器5，其输出端连接所述软启动装置。需要了解的是，软启动装置只是启动用，不允许连续使用，因此，通过所述接触器8可作为软启动柜的旁路使用。当电动机完成启动后，软启动柜根据设定启动接触器8将软启动装置从电动机主回路切除，由接触器接通电动机主回路，这样可减少软起动装置中的晶闸管发热损耗，延长使用寿命。同时借助所述接触器8也为了防止停机时,电动机产生的反向电动势对软启动装置造成损坏，安全性好，这样结构设计的软启动柜就具有了软启动和直接起动两种控制方式。

进一步优选的，所述低压控制室41内设置有用于控制所述接触器8通断的控制器，和通过线路连接所述软启动装置中的互感器的检测仪表，因此，通过检测仪表也可以显示软启动装置的电压、电流等参数信息，观察方便。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种软启动装置，其特征在于：包括并排设置的三相晶闸管调压装置(1)，每相所述晶闸管调压装置(1)均包括

壳体(11)，内部设置有沿所述壳体长度方向延伸的安装支架(14)；

散热排组件(12)，包括多个间隔设置于所述安装支架(14)的散热排(121)，相邻所述散热排(121)间隔形成安装区间；

晶闸管组件，包括固定设置在所述安装区间中的若干晶闸管单元(13)，所述晶闸管单元(13)由两个反并联设置的可控硅组成；若干所述晶闸管单元(13)依次串联且可正向或反向导通。

2.根据权利要求1所述的软启动装置，其特征在于：所述壳体(11)内形成有上安装室(110)和下安装室(111)，所述散热排组件(12)通过绝缘子(19)固定安装于所述下安装室(111)中，所述散热排(121)延伸面垂直于所述下安装室(111)的底面设置。

3.根据权利要求2所述的软启动装置，其特征在于：所述散热排组件(12)长度两端的所述散热排上分别设置有进线铜排(15)和出线铜排(16)，相邻所述散热排(121)的上下两侧分别连接有保护元器件(17)。

4.根据权利要求3所述的软启动装置，其特征在于：所述晶闸管调压装置(1)还包括安装在所述上安装室(110)中的控制电路板(18)，所述控制电路板(18)通过光纤分别连接所述晶闸管单元(13)。

5.根据权利要求4所述的软启动装置，其特征在于：还包括一体安装在所述三相晶闸管调压装置(1)正面的智能控制装置(2)，所述智能控制装置(2)包括与所述控制电路板(18)通讯连接的中央处理器(21)，所述中央处理器(21)用于向所述控制电路板(18)发送指令并控制所述晶闸管阀单元(13)启动。

6.根据权利要求5所述的软启动装置，其特征在于：所述出线铜排(16)上安装有用于采集每相所述晶闸管调压装置(1)的电量参数信息的互感器(3)，所述智能控制装置(2)可接收所述互感器的电量参数信息。

7.根据权利要求5所述的软启动装置，其特征在于：所述智能控制装置(2)还包括与所述中央处理器(21)分别连接的显示器和光纤收发器，所述中央处理器(21)通过所述光纤收发器与所述控制电路板通讯连接。

8.根据权利要求1所述的软启动装置，其特征在于：所述安装支架(14)包括穿过若干所述散热排(121)对应成型的通孔的两个导向杆(141)，以及由两个所述导向杆(141)的两端分别相向旋入以紧固若干所述散热排和若干所述晶闸管单元的两个固定压块(142)，所述固定压块(142)与所述导向杆(141)之间螺纹配合。

9.一种软启动柜，其特征在于：包括柜体(4)、断路器(5)以及权利要求1-8中任一项所述的软启动装置，所述柜体(4)包括设置其正面的低压控制室(41)、开关室(42)、软启动室(43)和设置其背面的高压室(44)，所述高压室(44)中设置有进线母排(6)和出线母排(7)，所述断路器(5)安装在所述开关室(42)并连接所述进线母排(6)，所述软启动装置安装在所述软启动室(43)中并连接所述断路器(5)和所述出线母排(7)。

10.根据权利要求9所述的软启动柜，其特征在于：还包括安装所述高压室(44)中且连接所述断路器(5)和所述软启动装置的接触器(8)，所述接触器(8)的输入端连接所述断路器(5)，其输出端连接所述软启动装置；所述低压控制室(41)内设置有用于控制所述接触器(8)通断的控制器，和通过线路连接所述软启动装置中的互感器的检测仪表。