CN112271961A - 一种电机启动系统、方法及带电机的用电设备 - Google Patents

一种电机启动系统、方法及带电机的用电设备 Download PDF

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何哲
黄铭罕
闵光帅
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Abstract

本发明涉及一种电机启动系统、方法及带电机的用电设备，该系统包括：液压装置，通过一连接机构，与电机转子相连；控制器，用于接收到电机启动命令后，先启动所述液压装置，并当所述液压装置带动电机转子转动到额定转速时，再控制电机通电。本发明提供的技术方案，在接收到电机启动命令后，利用液压装置启动电机，可以在不给电机通电的情况下使电机达到额定转速，此时再给电机通电，电机就可以在额定转速下正常工作，无需通过改变电机绕组的电压和通电频率等参数来降低电机的启动电流，将液压能转化为电机转动的机械能，避开了通过改变供电电源的性质和频率的启动方式，有效地解决了变频启动过程中的EMC问题，用户体验度好、满意度高。

Description

一种电机启动系统、方法及带电机的用电设备
技术领域
本发明涉及电机智能控制技术领域，具体涉及一种电机启动系统、方法及带电机的用电设备。
背景技术
大功率电机与大功率压缩机启动时电机的转子不能瞬间达到额定转速，是一个缓慢启动的过程，此时电能无法完全转化为机械能，相当于电流只是流过电机绕组，此时电机的启动电流很大，可以达到电机正常工作额定电流的5-8倍。对于大功率的电机来说，若直接启动，启动电流过大，一方面电缆无法承受，损坏用电设备，降低电机使用寿命；另一方面启动电流过大对电网会造成冲击，影响供电稳定。目前已经有几种有效降低电机启动电流的方法成熟地应用在各个领域的机电设备上：
1、星三角降压启动
星三角启动利用电机绕组的星型接法与三角形接法的转换来实现电机启动，从而降低启动电流。电机在启动时，首先将电机的绕组接成星型，这样电机每相绕组上的电压值为相间电压的0.65倍，此时电机的启动电流较直接启动小。经过3-5S后，电机转速增大，启动电流减小。此时将电机绕组接成三角形，电机每相绕组上的电压值与相间电压相等，电机全速启动。
2、变频启动
变频启动通过改变供电电源的频率，通过对电源进行滤波、整流、逆变等转化，通过控制电机绕组的通电频率使定子磁场转动速率不断增大，从而带动转子转速不断增加，达到额定转速实现降低启动电流的目的。类似的启动方式有变频器启动、软启动器启动等。
电机在变频启动时，一般是通过改变电源性质和频率。将交流电进行整流，转变为直流电，再将直流电通过逆变的方式，通过控制驱动板开关管的通电顺序和通电频率给电机的绕组供电，从而达到变频启动的目的。这种启动方式虽然可以实现电机的平滑启动，但是整流逆变时开关管的通断产生的电磁噪音无法避免，是困扰机组EMC(Electro MagneticCompatibility，电磁兼容性)的问题之一。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电机启动系统、方法及带电机的用电设备，以解决现有技术中大功率电机，直接通电启动时电流过大及变频启动时存在EMC的问题。
根据本发明实施例的第一方面，提供一种电机启动系统，包括：
液压装置，通过一连接机构，与电机转子相连；
控制器，用于接收到电机启动命令后，先启动所述液压装置，并当所述液压装置带动电机转子转动到额定转速时，再控制电机通电。
优选地，所述连接机构，包括：
液压马达，由所述液压装置驱动，通过一连轴器与电机转子连接在一起，所述联轴器上安装有离合盘；
所述离合盘，用于液压马达与电机之间的连接与脱扣。
根据本发明实施例的第二方面，提供一种电机启动方法，包括：
接收到电机启动命令后，先启动液压装置；
当所述液压装置带动电机转子转动到额定转速时，再控制电机通电；
其中，所述液压装置，通过一连接机构，与电机转子相连。
优选地，所述方法，还包括：
当液压装置带动电机转子转动到额定转速时，控制液压装置与电机分离，以使电机在通电状态下保持以额定转速运行。
优选地，若所述连接机构包括：液压马达，由所述液压装置驱动，通过一连轴器与电机转子连接在一起，所述联轴器上安装有离合盘；所述离合盘，用于液压马达与电机之间的连接与脱扣；则，所述控制液压装置与电机分离，具体为：
通过控制离合器脱扣，控制液压装置与电机分离。
优选地，所述方法，还包括：
当液压装置带动电机转子转动到额定转速后，接收储能命令，并在接收到储能命令后，控制电机为液压装置储能。
优选地，若所述连接机构包括：液压马达，由所述液压装置驱动，通过一连轴器与电机转子连接在一起，所述联轴器上安装有离合盘；所述离合盘，用于液压马达与电机之间的连接与脱扣；则，所述控制电机为液压装置储能，具体为：
控制液压装置与电机连接，以使电机在通电运转的状态下，通过连轴器带动液压马达为液压装置储能。
优选地，所述方法，还包括：
检测液压装置的压力值；
若所述压力值达到额定压力值，控制液压装置与电机分离，停止储能；
若所述压力值未达到额定压力值，控制液压装置与电机连接，继续储能。
优选地，所述控制液压装置与电机连接，具体为：
通过控制离合器锁扣，控制液压装置与电机连接。
根据本发明实施例的第三方面，提供一种带电机的用电设备，包括：
上述的电机启动系统。
本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
在接收到电机启动命令后，利用液压装置启动电机，可以在不给电机通电的情况下使电机达到额定转速，此时再给电机通电，电机就可以在额定转速下正常工作，无需通过改变电机绕组的电压和通电频率等参数来降低电机的启动电流，将液压能转化为电机转动的机械能，避开了通过改变供电电源的性质和频率的启动方式，有效地解决了变频启动过程中的EMC问题，用户体验度好、满意度高。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的一种电机启动系统的示意框图；
图2是根据一示例性实施例示出的一种电机启动方法的流程图；
图3是根据另一示例性实施例示出的一种电机启动方法的流程图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
图1是根据一示例性实施例示出的一种电机启动系统的示意框图，如图1所示，该系统包括：
液压装置1，通过一连接机构2，与电机转子相连；
控制器(附图中未示出)，用于接收到电机启动命令后，先启动所述液压装置，并当所述液压装置带动电机转子转动到额定转速时，再控制电机通电。
需要说明的是，电机转子的转速通过转速检测装置检测；所述转速检测装置，可以是在现有的电机启动系统上新增的，也可以是复用现有的电机启动系统的转速检测装置。
优选地，本实施例提供的技术方案，转速检测装置复用现有的电机启动系统的转速检测装置，这样可以节约系统的元器件，减少电气连线，减少系统改造成本。
可以理解的是，本实施例提供的技术方案，在接收到电机启动命令后，利用液压装置启动电机，可以在不给电机通电的情况下使电机达到额定转速，此时再给电机通电，电机就可以在额定转速下正常工作，无需通过改变电机绕组的电压和通电频率等参数来降低电机的启动电流，将液压能转化为电机转动的机械能，避开了通过改变供电电源的性质和频率的启动方式，有效地解决了变频启动过程中的EMC问题，用户体验度好、满意度高。
优选地，所述连接机构2，包括：
液压马达21，由所述液压装置1驱动，通过一连轴器22与电机转子连接在一起，所述联轴器22上安装有离合盘23；
所述离合盘23，用于液压马达21与电机之间的连接与脱扣。
可以理解的是，本实施例提供的这种连接机构，结构简单、搭建快捷，改造成本低、维修方便，用户体验度好、满意度高。
图2是根据一示例性实施例示出的一种电机启动方法的流程图，如图2所示，该方法包括：
步骤S11、接收到电机启动命令后，先启动液压装置；
步骤S12、当所述液压装置带动电机转子转动到额定转速时，再控制电机通电；
其中，所述液压装置，通过一连接机构，与电机转子相连。
需要说明的是，本实施例提供的技术方案，适用于电机启动系统中。
可以理解的是，本实施例提供的技术方案，在接收到电机启动命令后，利用液压装置启动电机，可以在不给电机通电的情况下使电机达到额定转速，此时再给电机通电，电机就可以在额定转速下正常工作，无需通过改变电机绕组的电压和通电频率等参数来降低电机的启动电流，将液压能转化为电机转动的机械能，避开了通过改变供电电源的性质和频率的启动方式，有效地解决了变频启动过程中的EMC问题，用户体验度好、满意度高。
优选地，所述方法，还包括：
当液压装置带动电机转子转动到额定转速时，控制液压装置与电机分离，以使电机在通电状态下保持以额定转速运行。
可以理解的是，当液压装置带动电机转子转动到额定转速时，控制液压装置与电机分离，可以保证电机在额定转速下正常工作。同时，控制液压装置与电机分离后，液压装置停止工作，也可以节省能量，为下一次电机启动做准备。
优选地，若所述连接机构包括：液压马达，由所述液压装置驱动，通过一连轴器与电机转子连接在一起，所述联轴器上安装有离合盘；所述离合盘，用于液压马达与电机之间的连接与脱扣；则，所述控制液压装置与电机分离，具体为：
通过控制离合器脱扣，控制液压装置与电机分离。
可以理解的是，本实施例提供的这种连接机构，结构简单、搭建快捷，通过控制离合器脱扣，控制液压装置与电机分离，实现成本低，用户体验度好、满意度高。
优选地，所述方法，还包括：
当液压装置带动电机转子转动到额定转速后，接收储能命令，并在接收到储能命令后，控制电机为液压装置储能。
优选地，若所述连接机构包括：液压马达，由所述液压装置驱动，通过一连轴器与电机转子连接在一起，所述联轴器上安装有离合盘；所述离合盘，用于液压马达与电机之间的连接与脱扣；则，所述控制电机为液压装置储能，具体为：
控制液压装置与电机连接，以使电机在通电运转的状态下，通过连轴器带动液压马达为液压装置储能。
优选地，所述方法，还包括：
检测液压装置的压力值；
若所述压力值达到额定压力值，控制液压装置与电机分离，停止储能；
若所述压力值未达到额定压力值，控制液压装置与电机连接，继续储能。
可以理解的是，电机正常运行过程中，接收到储能命令时启动储能过程，电机驱动液压装置，将机械能转化为液压能。此时控制器检测液压装置的压力值是否达到额定压力值，若未达到额定压力值，继续储能；若达到额定压力值，控制电机与液压装置分离，停止储能。
此时，电机继续正常工作，液压装置为下一次电机启动做准备。
当电机下一次启动时，液压装置又可以为电机启动提供能量，重复启动过程与储能过程。这个过程可以避开电能驱动电机启动时电流过大的问题，同时也可以节约电能，延长电机设备的使用寿命。
优选地，所述控制液压装置与电机连接，具体为：
通过控制离合器锁扣，控制液压装置与电机连接。
可以理解的是，本实施例提供的这种连接机构，结构简单、搭建快捷，通过控制离合器锁扣，控制液压装置与电机连接，实现成本低，用户体验度好、满意度高。
图3是根据另一示例性实施例示出的一种电机启动方法的流程图，如图3所示，该方法包括：
步骤S21、接收到电机启动命令后，先启动液压装置；
步骤S22、当所述液压装置带动电机转子转动到额定转速时，再控制电机通电，同时，控制液压装置与电机分离，以使电机在通电状态下保持以额定转速运行；
步骤S23、当液压装置带动电机转子转动到额定转速后，接收储能命令，并在接收到储能命令后，控制液压装置与电机连接，以使电机在通电运转的状态下，通过连轴器带动液压马达为液压装置储能；
步骤S24、检测液压装置的压力值；若所述压力值达到额定压力值，控制液压装置与电机分离，停止储能；若所述压力值未达到额定压力值，控制液压装置与电机连接，继续储能。
其中，所述液压装置，通过一连接机构，与电机转子相连；
所述连接机构包括：液压马达，由所述液压装置驱动，通过一连轴器与电机转子连接在一起，所述联轴器上安装有离合盘；
所述离合盘，用于液压马达与电机之间的连接与脱扣。
需要说明的是，本实施例提供的技术方案，适用于电机启动系统中。
可以理解的是，本实施例提供的技术方案，在接收到电机启动命令后，利用液压装置启动电机，可以在不给电机通电的情况下使电机达到额定转速，此时再给电机通电，电机就可以在额定转速下正常工作，无需通过改变电机绕组的电压和通电频率等参数来降低电机的启动电流，将液压能转化为电机转动的机械能，避开了通过改变供电电源的性质和频率的启动方式，有效地解决了变频启动过程中的EMC问题，用户体验度好、满意度高。
根据本发明一示例性实施例示出的一种带电机的用电设备，包括：
上述的电机启动系统。
可以理解的是，本实施例提供的技术方案，在接收到电机启动命令后，利用液压装置启动电机，可以在不给电机通电的情况下使电机达到额定转速，此时再给电机通电，电机就可以在额定转速下正常工作，无需通过改变电机绕组的电压和通电频率等参数来降低电机的启动电流，将液压能转化为电机转动的机械能，避开了通过改变供电电源的性质和频率的启动方式，有效地解决了变频启动过程中的EMC问题，用户体验度好、满意度高。
可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种电机启动系统，其特征在于，包括：
液压装置，通过一连接机构，与电机转子相连；
控制器，用于接收到电机启动命令后，先启动所述液压装置，并当所述液压装置带动电机转子转动到额定转速时，再控制电机通电。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述连接机构，包括：
液压马达，由所述液压装置驱动，通过一连轴器与电机转子连接在一起，所述联轴器上安装有离合盘；
所述离合盘，用于液压马达与电机之间的连接与脱扣。
3.一种电机启动方法，其特征在于，包括：
接收到电机启动命令后，先启动液压装置；
当所述液压装置带动电机转子转动到额定转速时，再控制电机通电；
其中，所述液压装置，通过一连接机构，与电机转子相连。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：
当液压装置带动电机转子转动到额定转速时，控制液压装置与电机分离，以使电机在通电状态下保持以额定转速运行。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，若所述连接机构包括：液压马达，由所述液压装置驱动，通过一连轴器与电机转子连接在一起，所述联轴器上安装有离合盘；所述离合盘，用于液压马达与电机之间的连接与脱扣；则，所述控制液压装置与电机分离，具体为：
通过控制离合器脱扣，控制液压装置与电机分离。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：
当液压装置带动电机转子转动到额定转速后，接收储能命令，并在接收到储能命令后，控制电机为液压装置储能。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，若所述连接机构包括：液压马达，由所述液压装置驱动，通过一连轴器与电机转子连接在一起，所述联轴器上安装有离合盘；所述离合盘，用于液压马达与电机之间的连接与脱扣；则，所述控制电机为液压装置储能，具体为：
控制液压装置与电机连接，以使电机在通电运转的状态下，通过连轴器带动液压马达为液压装置储能。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：
检测液压装置的压力值；
若所述压力值达到额定压力值，控制液压装置与电机分离，停止储能；
若所述压力值未达到额定压力值，控制液压装置与电机连接，继续储能。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述控制液压装置与电机连接，具体为：
通过控制离合器锁扣，控制液压装置与电机连接。
10.一种带电机的用电设备，其特征在于，包括：
权利要求1所述的电机启动系统。
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