CN202475329U

CN202475329U - 一种软启动装置

Info

Publication number: CN202475329U
Application number: CN 201220070821
Authority: CN
Inventors: 余龙海; 吴修君; 师光辉; 王成川
Original assignee: BIG PAWER ELECTRICAL TECHNOLOGY XIANGYANG Co Ltd
Current assignee: BIG PAWER ELECTRICAL TECHNOLOGY XIANGYANG Co Ltd
Priority date: 2012-02-29
Filing date: 2012-02-29
Publication date: 2012-10-03
Anticipated expiration: 2022-02-28

Abstract

一种软启动装置，属于高压电机软启动技术领域。包括电抗器（1）、反并联晶闸管（2）、高压运行开关（3）、高压起动开关（4）、电容补偿器（5），其特征在于：所述的电抗器（1）与反并联晶闸管（2）并联，所述的电抗器（1）与电容器补偿器（5）串联。本实用新型的有益效果在于：由于将电抗器、反并联晶闸管以及电容补偿器等软启动形式组合在一起，克服了各单独软启动形式使用存在的不足，达到能实现电机平滑启动，电流减小，且无需选用大电流晶闸管，成本降低，补偿时机控制易于把握，做到了供电安全，使得线损率下降，减少设计容量，减少投资，增加电路中有功功率的输送比例，可提高经济效益5%以上。

Description

一种软启动装置

技术领域

本实用新型涉及高压无功调节技术，具体来说涉及一种软启动装置，属于高压电机软启动技术领域。

背景技术

电机直接通电的硬启动方式，会产生各种危害，因此，从上世纪50年代初开始，传统的自补偿器就一直占据着电机起动装置领域的主导地位。到了上世纪80年代，软启动器已开始逐步取代了自补偿器。

早前的软启动，采用的是电抗器或自耦变压器方式，如中国专利公告号：CN 2152343，公告日：1994年1月5日，实用新型名称：《高压电动机电抗起动器》，其采用三个电抗器分别串接在三相主回路与高压电动机之间，起到降压起动的作用。但是，这种方式由于只能选择电抗器抽头逐步降低电压,不能实现电机平滑启动,因此,之后已逐步淡出。

另有一种软启动器亦称作节能器，主要采用晶闸管相控调压的无功调节技术（TCR）。由于晶闸管耐压低，必须多只晶闸管串联组成晶闸管阀串，才能在高压电路中使用。而晶闸管串联需要解决触发一致性、串联均压、高压耐压、可靠性等一系列问题，增加了装置的成本及复杂性，也降低了装置的可靠性；同时晶闸管的通流能力还必须满足回路最大无功时的电流要求，使得晶闸管及散热器的选用成本进一步增加，回路电流高次谐波含量大。

针对以上不足，现有采用三相反并联晶闸管作为调压器接入电源和电机定子之间。这种启动方式应用了可控硅串联技术，通过光纤传输控制信号，控制晶闸管的导通和关断，从而控制电机的启动过程。如中国专利公告号：CN 201674441 U，公告日：2010年12月15日，实用新型名称：《改进主电路的电机软起动器》，其优点在于：晶闸管具有调节快速性好，闭环控制，控制方式的菜单化等优点；而且体积小，结构紧凑，维护量小，功能齐全，菜单丰富，启动重复性好，保护周全。但是，其缺点在于：首先，由于晶闸管的电压耐受能力在国际上都没有得到解决，所以，在3 kV以上电压系统，它的每个高压桥臂上都有3～4个晶闸管串联，这样，同步触发是关键技术，解决不好就会造成控制失败；另外晶闸管的耐压均匀性问题，即它对每个晶闸管的一致性有非常高的要求，如果个别晶闸管参数发生变化或性能较差，就会导致整个设备的连锁烧损；三是高压产品的价格偏高，因此在国内中高压系统没有普及。

现有技术中还有一种是通过在电机端进行电容器补偿的方式，来实现软启动。如中国专利公告号：201515227U，公告日：2010年6月23日，实用新型名称：《电动机电容器补偿节能装置》，由电力补偿电容器、交流接触器、电流互感器、电流继电器组成，其从电动机电源输入端引入三相交流电，分别与交流接触器三组主触点输入端连接，交流接触器三组主触点输出端与电力补偿电容器三个输入端连接，引入的交流电A相与电流继电器常开触点和交流接触器线圈串联，再与引入的C相电源连接，电流互感器两输出端与电流继电器线圈两端连接，因此，可根据电流互感器感应到的电流大小，补偿电容器自动接入电路。当电机功率大，所需补偿电容器量也大，就将电容器分成几组，形成不同量的几个补偿电容器，再依据电机起动状况，分别投切。但是，在降压起动中，补偿电容器的理想投切时机，应依据的是电机起动时的功率状况，而现有技术则仅依据电流的大小，因此很难把握好补偿电容器的切除时机。要么补偿电容器切除过早，则会导致起动电流上升，电压波动增大；要么补偿电容器切除过晚，则会导致母线电压抬升，影响母线下负荷的运转，如果超过一定的时间还会引起保护跳闸，影响供电安全。因此，这种单纯的电容器补偿的软启动，存在明显的不足。

鉴于以上电抗器软启动、电容器补偿软启动、反并联晶闸管软启动三种方式，各自都存在优点和不足，要么不能实现电机平滑启动，要么选用大电流晶闸管，成本高，要么补偿时机难于把握，影响到供电安全，无法满足当今软启动的需要，亟待解决。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有单纯的电抗器软启动、电容器补偿软启动、反并联晶闸管软启动三种方式，各自都存在的不足，要么不能实现电机平滑启动，要么选用大电流晶闸管，成本高，要么补偿时机难于把握，影响到供电安全，无法满足当今软启动的需要，提供一种软启动装置，它的简单，具有各单纯软启动的优点且无其不足。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种软启动装置，包括电抗器、反并联晶闸管、高压运行开关、高压起动开关、电容补偿器、投切开关甲、投切开关乙、电容器乙、电容器甲、触发系统、控制系统，所述电抗器的一端串接高压起动开关，另一端接电动机，所述高压运行开关一端接高压电网，另一端接电动机，所述高压起动开关的另一端接高压电网，所述的电抗器与反并联晶闸管并联，所述的电抗器与电容器补偿器串联。

所述的反并联晶闸管由正向晶闸管和反向晶闸管组成，反并联晶闸管受控于触发系统，触发系统与控制系统连接。

所述的电容补偿器由投切开关甲、投切开关乙、电容器乙、电容器甲组成，投切开关甲与电容器甲串联成一组，投切开关乙与电容器乙串联成另一组，两组并联接地间。

所述的高压运行开关与电抗器、反并联晶闸管并联后，再与电动机、电容补偿器串联接地间。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：1.由于将电抗器、反并联晶闸管以及电容补偿器等软启动形式组合在一起，克服了各单独软启动形式使用存在的不足，达到能实现电机平滑启动，电流减小，且无需选用大电流晶闸管，成本降低，补偿时机控制易于把握，做到了供电安全，满足当今软启动的需要。2. 将电抗器、反并联晶闸管以及电容补偿器等软启动形式组合在一起，综合体现出各单独软启动形式的优点，使得线损率下降，减少设计容量，减少投资，增加电路中有功功率的输送比例，可提高经济效益5%以上。

附图说明

图1是本实用新型的示意图。

图2是本实用新型的反并联晶闸管结构示意图。

图3是本实用新型的电容器补偿器结构示意图。

图4是本实用新型实施例二示意图。

图中：电抗器1，反并联晶闸管2，正向晶闸管21，反向晶闸管22，高压运行开关3，高压起动开关4，电容补偿器5，投切开关甲51，投切开关乙52，电容器乙53，电容器甲54，触发系统8，控制系统9，电动机10，高压电网11。

具体实施方式

下面结合附图说明和具体实施方式对本实用新型做进一步的描述，但并非对其保护范围的限制。

参见图1本实用新型的示意图、图2和图3，一种软启动装置，包括电抗器1、反并联晶闸管2、高压运行开关3、高压起动开关4、电容补偿器5、投切开关甲51、投切开关乙52、电容器乙53、电容器甲54、触发系统8、控制系统9，所述电抗器1的一端串接高压起动开关4，另一端接电动机10，所述高压运行开关3一端接高压电网11，另一端接电动机10，所述高压起动开关4的另一端接高压电网11，所述的电抗器1与反并联晶闸管2并联，所述的电抗器1与电容器补偿器5串联。

所述的反并联晶闸管2由正向晶闸管21和反向晶闸管22组成，反并联晶闸管2受控于触发系统8，触发系统8与控制系统9连接。

所述的电容补偿器5由投切开关甲51、投切开关乙52、电容器乙53、电容器甲54组成，投切开关甲51与电容器甲54串联成一组，投切开关乙52与电容器乙53串联成另一组，两组并联接地间。

本实施例中，电抗器1通过高压起动开关4串接在高压电网11与电动机10之间，起到降压起动的作用。同时电抗器1又与电容器补偿器5之接地，可根据电抗器1感应到的电流大小，电容器补偿器5中起补偿作用的电容器乙53和电容器甲54通过投切开关甲51和投切开关乙52的接通或断开，自动接入电路。实施中，可根据电动机10功率的大小来调整电容器补偿器5的电容量，即当电动机10的功率大时，所需补偿电容量也大，这时就将电容器分成几组，本实施例中是分成的二组，根据需要还可分成更多组，以形成不同量的几个补偿电容器。在电抗器1又与电容器补偿器5串联的基础上，电抗器1又并联有反并联晶闸管2，不仅获得反并联晶闸管2有调节快速性好，闭环控制等优点；而且其晶闸管的电压耐受能力低缺点在电抗器1和电容器补偿器5的作用下得以克服。最后，在触发系统8和控制系统9则再依据电动机起动状况，分别控制各补偿电容器的投切和反并联晶闸管2导通和关断，达到了理想的软起动效果。

参见图4，本实用新型实施例二示意图，所述的高压运行开关3与电抗器1、反并联晶闸管2并联后，再与电动机10、电容补偿器5串联接地间。

本实施例二中，各组成与前例相同，只是电路连接较前例有二点区别，一是电动机10连接的位置变化，二是高压运行开关3并联在电抗器1上。下面，分别说明：

首先，电动机10连接的位置变化，从软启动功能上与前例没有什么不同。

其次，高压运行开关3并联在电抗器1上，且电动机10连接的位置串接在电抗器1与高压起动开关4之间。这种变化，从软启动功能上与前例也没有什么不同，但是，在电动机10软启动完成后，高压运行开关3及时接通，电动机10进入正常工作状态，此时高压起动开关4仍要保持接通状态，而且在电动机10整个工作期间都是保持接通状态。当然，由于这些连接的改变，触发系统8和控制系统9的控制也随之与前例有区别。这种电路连接的改变的好处是，可以减少接线的长度，以节省用线成本。

在实施例中，仅提供了本实用新型的一种软启动装置的基本构件，其实施所需的其它与现有技术相同，本文不作赘述。

Claims

1.一种软启动装置，包括电抗器（1）、反并联晶闸管（2）、高压运行开关（3）、高压起动开关（4）、电容补偿器（5）、投切开关甲（51）、投切开关乙（52）、电容器乙（53）、电容器甲（54）、触发系统（8）、控制系统（9），所述电抗器（1）的一端串接高压起动开关（4），另一端接电动机（10），所述高压运行开关（3）一端接高压电网（11），另一端接电动机（10），所述高压起动开关（4）的另一端接高压电网（11），其特征在于：所述的电抗器（1）与反并联晶闸管（2）并联，所述的电抗器（1）与电容器补偿器（5）串联。

2.根据权利要求1所述的一种软启动装置，其特征在于：所述的反并联晶闸管（2）由正向晶闸管（21）和反向晶闸管（22）组成，反并联晶闸管（2）受控于触发系统（8），触发系统（8）与控制系统（9）连接。

3.根据权利要求1所述的一种软启动装置，其特征在于：所述的电容补偿器（5）由投切开关甲（51）、投切开关乙（52）、电容器乙（53）、电容器甲（54）组成，投切开关甲（51）与电容器甲（54）串联成一组，投切开关乙（52）与电容器乙（53）串联成另一组，两组并联接地间。

4.根据权利要求1所述的一种软启动装置，其特征在于：所述的高压运行开关（3）与电抗器（1）、反并联晶闸管（2）并联后，再与电动机（10）、电容补偿器（5）串联接地间。