CN201312283Y - 大功率智能节电器启动控制装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种大功率智能节电器启动控制装置，其特征在于包括：一次回路，串联在系统控制柜和电机之间，由工频旁路和节电回路并联组成；二次控制回路，包括选择开关、工频旁路控制电路和节电运行控制电路，选择开关在工频旁路控制电路和节电运行控制电路之间切换，控制所述一次回路在工频旁路和节电回路两种工作状态之间切换。本实用新型的启动控制装置设有工频旁路，可将节电故障对生产的影响程度降至最低；节电运行控制回路具有自保持功能，可避免因误操作切换至工频状态引起电流冲击而导致系统跳闸。

Description

大功率智能节电器启动控制装置
技术领域
本实用新型涉及一种电机节电设备，尤其涉及利用变频节电技术使风机、水泵系统电动机处于最佳经济运行状态的大功率智能节电器启动控制装置。
背景技术
在工业机械化生产中，大功率的离心风机和水泵被广泛应用，但其配用的电动机在额定转速下时常运行在负载波动较大或者是轻载状态；由于工艺或生产需要，经常采用调节风机或水泵的风门(或阀门)的开度来控制风量(或流量)，这样电机的功率因数和效率都较低，造成能量的极大浪费。目前普遍利用变频技术对此类设备进行节电改造，实现电机转速的调节和控制，使之处于较佳效率状态以达到节能目的。但对于已投运设备的节电改造要求：
第一、为了可靠起见，应设置工频旁路，不拆除原启动控制设备，不改变原启、停操作方式(不另外增设启、停按钮)；
第二、对于采用星三角启动方式的电动机，在节电方式运行前，必须先将三相电机绕组从端子外切换为三角形联接后方可接入电源工作；
第三、由于低压变频器的结构特点，采用交直交的变换方式，在直流环节应用了大量的电容器，由于电容器两端电压变化是渐变的，因此在变频器刚开始启动输出时，直流母线的容量还较小，对于大功率风机、水泵等变频节电装置来说，虽然在内部软件系统采取了转矩提升等技术手段，但还是时常出现启动电流过大，故障保护等问题，影响设备的正常启动。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种解决大功率变频节电设备的启动控制和保护的节电控制装置。
本实用新型大功率智能节电器启动控制装置采用的技术方案为：
一种大功率智能节电器启动控制装置，其特征在于包括：
一次回路，串联在系统控制柜和电机之间，由工频旁路和节电回路并联组成；
二次控制回路，包括选择开关、工频旁路控制电路和节电运行控制电路，选择开关在工频旁路控制电路和节电运行控制电路之间切换，控制所述一次回路在工频旁路和节电回路两种工作状态之间切换。
本节电装置一次回路串联在原控制柜与电机之间，控制柜提供输入电源，一次回路由工频旁路(或工频旁路)和变频节电回路组成，由二次控制回路切换控制，二次控制回路无启停操作开关，电机的启停操作方式仍按原系统的操作不变。
二次控制回路的选择开关用于选择工频旁路与节电回路的切换，在节电故障或节电方式不能满足实际需要时，可及时的切换到工频方式运行。
本实用新型的有益效果：
1、启动控制装置设有工频旁路，可将节电故障对生产的影响程度降至最低；
2、节电运行控制回路具有自保持功能，可避免因误操作切换至工频状态引起电流冲击而导致系统跳闸；
3、在变频节电回路接通到运行输出形成短暂的时间差，使直流环节电容器得到可靠充电，确保启动时直流母线的容量，避免起动故障的发生；
4、启动控制装置串联接入原控制柜与电机之间，同时对于三角形运行的电动机在不改变绕组接法的情况下，确保原控制回路切换完毕后，再行接通节电控制回路，这种联锁既可保障电动机正常启动，也不改变操作人员已有的启停操作习惯，勿需增设操作按钮，安装及使用方便。
附图说明
图1是大功率智能节电器启动控制装置电气控制原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的描述：
如图1所示，左边部分电路为大功率智能节电器启动控制装置的一次回路，右边部分电路为大功率智能节电器启动控制装置的二次控制回路。一次回路串联在系统控制柜和电机之间，由工频旁路101和节电回路102并联组成；二次控制回路包括选择开关SA0、工频旁路控制电路201和节电运行控制电路202，选择开关SA0在工频旁路控制电路201和节电运行控制电路202之间切换，控制一次回路在工频旁路和节电回路两种工作状态之间切换。
工频旁路101中，旁路接触器KM3的主触头连接在电机M电源入口处，另一端连接三相交流电源。节电回路102主要由变频器U1组成，第一接触器KM1的主触头连接在三相交流电源与变频器U1的电源输入端R、S、T之间，第二接触器KM2的主触头连接在变频器U1的电源输出端U、V、W和电机M的电源输入端之间。
工频旁路控制电路201由第二接触器KM2的一对常闭辅助触头与旁路接触器KM3串联组成。节电运行控制电路202经选择开关SA0和与选择开关SA0节电位置两端并联的第二接触器KM2的一对常开辅助触头，串联启动控制装置K(可以是原系统运行状态检测接触器或继电器)的一对常开辅助触点联锁，用于启动节电运行控制电路202。与选择开关SA0节电位置两端并联的第二接触器KM2的一对常开辅助触头在节电运行控制电路202启动后实现自保持功能。启动控制装置K串接了四条并联的控制支路，第一条控制支路上串联有旁路接触器KM3的一对常闭辅助触头和第二接触器KM2，第二条控制支路上串联有第二接触器KM2的一对常开辅助触头和第一接触器KM1，第三条控制支路上串联有中间继电器KA1的一对常闭触点与时间继电器KT，中间继电器KA1的一对常开触点与时间继电器KT的一对通电延时常开触点并联后与中间继电器KA1串联构成第四条控制支路，中间继电器KA1的另一对常开触点连接在变频器U1的启动信号控制输入端DI1与数字公共端COM之间。
如图1，节电回路102的电源入口处，电抗元件1L、2L和电容元件C组成了滤波器，可削弱谐波的干扰。变频器U1上设置了节电停止和故障复位控制端，操作人员可通过对按钮EM和SB的操作实现手动控制。在图右边部分的二次控制回路中，设置了状态指示及声光报警控制电路，方便对运行情况的实时监控。
启动控制装置的工作原理如下：
通电后，电源指示灯HL1亮，若选择开关SA0置于工频位置，旁路接触器KM3线圈通过第二接触去KM2的一对常闭辅助触头(节电互锁)接通吸合，KM3主触头闭合接通工频旁路，为原控制柜的起停操作做好准备，同时KM3一对常开辅助触点闭合，工频运行准备指示灯HL3亮，此时操作原系统开关，电动机即可启动和运转。
通电后，电源指示灯HL1亮，若选择开关SA0置于节电位置，节电运行控制电路202经原系统运行状态检测接触器或继电器K的一对常开辅助触点联锁，当原系统无负载启动完毕，原一次回路切换为正常状态后，启动控制装置方可开始顺序工作并输出；联锁常开辅助触点闭合后，节电运行控制电路的第二接触器KM2和第一接触器KM1的线圈相继接通吸合，第二接触器KM2、第一接触器KM1的主触头闭合接通节电回路102，而与选择开关SA0并联的第二接触器KM2的一对常开辅助触点闭合实现节电运行控制回路自保持，同时第一接触器KM1常开辅助触点闭合，与该常开辅助触点连接的节电运行指示灯HL2亮；与此同时，时间继电器KT线圈得电吸合，KT的通电延时常开触点闭合，中间继电器KA1线圈得电吸合，中间继电器KA1的一对常开触点闭合实现自保持，中间继电器KA1的另一对常开触头闭合接通变频器U1的启动信号控制输入端DI1，变频器U1开始运行；另外，中间继电器KA1的一对常闭触点断开，时间继电器KT线圈失电，避免了时间继电器KT长期工作而影响其准确性和寿命。
从变频节电回路102接通到运行输出功率，经过了短暂的延时，变频器U1直流环节的滤波电容器得到可靠充电，保障启动时直流母线的容量，避免起动故障的发生。在节电运行时由于采用控制回路自保持，故不能将选择开关SA0直接切换到工频运行状态。节电故障时，装置内部自动发出动作信号，中间继电器KA2线圈得电工作，KA2常开触点闭合并自保持，同时故障报警电铃HA和指示灯HL4发出声光信号，直到操作人员解除故障，并关闭开关SB1后继电器KA2线圈失电为止。

Claims (8)

1.一种大功率智能节电器启动控制装置，其特征在于包括：
一次回路，串联在系统控制柜和电机之间，由工频旁路和节电回路并联组成；
二次控制回路，包括选择开关、工频旁路控制电路和节电运行控制电路，选择开关在工频旁路控制电路和节电运行控制电路之间切换，控制所述一次回路在工频旁路和节电回路两种工作状态之间切换。
2、如权利要求1所述的大功率智能节电器启动控制装置，其特征在于所述工频旁路中，旁路接触器(KM3)的主触头连接在电机电源入口处。
3、如权利要求2所述的大功率智能节电器启动控制装置，其特征在于所述节电回路主要由变频器组成，第一接触器(KM1)的主触头连接在输入电源与变频器的电源输入端之间，第二接触器(KM2)的主触头连接在变频器的电源输出端和电机的电源输入端之间。
4、如权利要求3所述的大功率智能节电器启动控制装置，其特征在于所述工频旁路控制电路由第二接触器(KM2)的一对常闭辅助触头与旁路接触器(KM3)串联组成。
5、如权利要求3所述的大功率智能节电器启动控制装置，其特征在于所述节电运行控制电路包括启动控制装置(K)和与启动控制装置(K)串接的四条并联的控制支路，选择开关(SA0)节电位置两端并联第二接触器(KM2)的一对常开辅助触头实现自保持作用，第一条控制支路上连接有旁路接触器(KM3)的一对常闭辅助触头和第二接触器(KM2)，第二条控制支路上连接有第二接触器(KM2)的一对常开辅助触头和第一接触器(KM1)，第三条控制支路上连接有中间继电器(KA1)的一对常闭触点与时间继电器(KT)，中间继电器(KA1)的一对常开触点与时间继电器(KT)的一对通电延时常开触点并联后与中间继电器(KA1)串联构成第四条控制支路，中间继电器(KA1)的另一对常开触点连接在所述变频器的启动信号控制输入端(DI1)与数字公共端(COM)之间。
6、如权利要求5所述的大功率智能节电器启动控制装置，其特征在于所述启动控制装置(K)采用系统运行状态检测接触器或继电器的联锁控制。
7、如权利要求1所述的大功率智能节电器启动控制装置，其特征在于节电回路的电源入口处连接有电抗元件和电容元件组成的滤波器。
8、如权利要求1所述的大功率智能节电器启动控制装置，其特征在于所述二次控制回路设有状态指示及声光报警控制电路。
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