CN202634342U - 利用电网电源构成的六相电动机的六相电源供配电系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及利用电网电源构成六相电动机的六相电源供配电系统，包括电网三相电源系统（1）、分裂移相变压器（2）以及六相电动机（6）；分裂移相变压器（2）的输入端与三相电源系统（1）相连接，二者组成六相电源系统；系统还包括六相中压断路器（4）或带整流逆变单元的起动控制装置（5），六相电源系统的输出端通过中压断路器（4）或带整流逆变单元的起动控制装置（5）直接与六相电动机（6）相连接。本实用新型将六相电动机的供配电系统与电网系统相结合，解决了大容量功率电动机起动冲击大的问题，其应用范围广，可靠性高。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种供配电系统，尤其涉及一种利用电网电源系统构成六相电动机使用的六相电源供配电系统。
背景技术
随着工业领域内大型工厂的不断建成和投产，企业经济规模的不断提高，大型工厂企业已为全厂供配电系统带来了新的课题与挑战，供配电系统的构成必须从全局出发，统筹兼顾、按照负荷性质、用电容量、工厂特点和地区供电条件，确定合理的供配电系统方案，使其做到：取得连续、可靠供电的电源，构建能安全可靠、稳定运行的供配电系统。
工业领域内现有供配电系统通常都是采用从电网电源得到能量的三相电源系统，与三相电源系统相适应的是三相用电负荷和三相电动机，随着电力电子技术与交流调速技术的发展，六相电源供配电系统和六相电动机的应用变为可能。
与三相电动机相比，六相电动机具有如下优势：
（1）在同等条件下,六相电动机比三相电动机更容易作到大容量功率；
（2）当六相电动机驱动系统中某一相发生故障时，可以通过六相断路器将其故障相断开，电动机仍可长期缺相运行，并作为一种运行方式，因此驱动系统运行可靠性大大提高；
（3）六相电动机的起动特性优于三相电动机；
（4）相对三相电动机而言，多相大型电动机功率密度大,体积小，制造成本降低；
（5）根据实际情况，可控制六相电动机在三相电源的工况下运行，节能降耗。
六相电源供配电系统及六相电动机系统由于其可实现大容量功率驱动，减小电动机转矩脉动，提高系统运行可靠性，节能降耗，改善系统性能等诸多优点，适合于大容量功率的驱动系统和运行可靠性要求高的场合。
目前应用六相电动机的领域，主要是集中在船舶、舰艇及电动汽车等非电网电源提供能量的方面，其电源系统都是直流逆变成六相交流电源构成的一种独立的电源及控制系统，与电网系统电源无关，尤其在驱动系统原本有变频调速要求的场合更为常见，但在由电网电源系统直接供电的工业领域中，还没有针对大型电动机驱动系统来构建六相电源供配电系统。
如图1所示，中国专利CN1296334A公开了一种多相电机及无谐波变频调速装置，该装置由变压器、整流逆变控制器、多相电机变频调速器、故障检测单元、通讯单元等连接组成；该装置用普通耐压水平的功率器件实现宽功率范围的变频调速。同时实现了电网、电机双边无谐波以及多相变频电气传动，达到调速的目的。但该专利只适用于高速列车、矿山提升、舰船动力、电动机车等非电网电源提供能量的电力拖动领域。
实用新型内容
为了解决现有技术中大容量功率电动机起动冲击大、能耗高，且电动机驱动系统运行可靠性低的问题，本实用新型提供了一种利用电网电源构成的六相电 动机的六相电源供配电系统。
本实用新型的设计方案如下：
利用电网电源构成的六相电动机的六相电源供配电系统，包括电网三相电源系统1、分裂移相变压器2和六相电动机6；分裂移相变压器2的输入端与三相电源系统1相连接，二者组成六相电源系统；
系统还包括六相中压断路器4或带整流逆变单元的起动控制装置5，六相电源系统的输出端通过中压断路器4或带整流逆变单元的起动控制装置5直接与单台六相电动机6相连接。
具体的说：
六相中压断路器4的输入端与六相电源系统的输出端相连接，六相中压断路器4的输出端与单台六相电动机6相连接，三相电源系统1中的电信号依次通过分裂移相变压器2、六相中压断路器4以及单台六相电动机6。
带整流逆变单元的起动控制装置5的输入端与六相电源系统的输出端相连接，带整流逆变单元的起动控制装置5的输出端与单台六相电动机6相连接，三相电源系统1中的电信号依次通过分裂移相变压器2、带整流逆变单元的起动控制装置5以及单台六相电动机6。
六相电源系统中包括六相电源主接线3，六相电源主接线3可与多台六相电动机6相连接，与每个六相电动机6相连接的六相电源系统主接线3上均配套安装有六相中压断路器4。
六相中压断路器4与六相电动机6之间的六相电源主接线3上可设置有带整流逆变单元的起动控制装置5。
带整流逆变单元的起动控制装置5的输入端与六相中压断路器4的输出端相连接，带整流逆变单元的起动控制装置5的输出端与多台六相电动机6相连接。
本系统还可采用不带整流逆变单元的起动控制装置5’，不带整流逆变单元的起动控制装置5’为带整流逆变单元的起动控制装置5的等同替换部件。
不带整流逆变单元的起动控制装置5’的输出端与六相电动机6相连接。
设置六相中压断路器4是为保证六相电动机6能够在出现电气故障时得到保护。设置带整流逆变单元的起动控制装置5或不带整流逆变单元的起动控制装置5’的作用是控制六相电动机的起动或调速。
具体是否设置带整流逆变单元的起动控制装置5或不带整流逆变单元的起动控制装置5’，是根据六相电动机6的运行及起动需求和电网情况决定的。
在具体实施中，带整流逆变单元的起动控制装置5为变压变频起动控制装置或调压起动控制装置。
不带整流逆变单元的起动控制装置5’为无功补偿起动控制装置或自耦变压器。
六相电动机6接于六相电源系统中的全部六相或其中三相，在负载允许的情况下（负载较低），接于六相电源系统中的其中三相，更节省能源。
六相电源主接线3的接线形式为单母线、单母线分段、双母线中的一种，它是根据负荷容量及性质等具体应用要求来决定的，没有优劣区别。
分裂移相变压器2包括分裂变压器和移相变压器，其中：
分裂变压器的二次侧为双Y接法，相移为30°。
移相变压器的二次侧为Y，D接法，相移为30°。
本实用新型的效果如下：
1）在电网电源系统下构成一个六相供配电系统并使用六相电动机驱动系统。
2）本系统适合于大容量功率的电动机驱动系统和运行可靠性要求高的场合。
3）降低了大容量功率的电动机起动冲击，同时使电动机驱动系统运行的可 靠性大大提高。
4）可极大地改善电动机正常运行时存在的“大马拉小车”状况，在六相供配电系统中控制六相电动机在其中三相电源的工况下运行，极大的降低了电动机能耗，达到节能的效果。
5）提高了供配电系统和驱动系统的整体效益，特别是大容量功率的电动机驱动系统，节省了投资。
本实用新型将六相电动机的供配电系统与电网系统相结合，为大容量功率的电动机驱动系统开辟了一种崭新的和先进的供配电系统设计方案，解决了大容量功率电动机起动冲击大的问题，提高了系统运行的可靠性，特别是可根据电动机的运行工况，控制六相电动机在其中三相电源的工况下运行，大大降低了电动机能耗，达到节能的效果，适用于工业领域内大型鼓风机、泵类等电动机驱动系统以及压缩机、注塑机、挤压机等机械传动和物料输送系统等，应用范围广，可靠性高。
附图说明
图1为现有技术中的三相电源供配电系统示意图；
图2为本实用新型中的六相电源供配电系统简图；
图3a为二次侧Y,D接法，相移30°的移相变压器示意图；
图3b为二次侧双Y接法，相移30°的分裂变压器示意图；
图4为通过变压器、单母线主接线、六相中压断路器和起动控制装置完成的多台六相电动机的供电示意图；
图5a为通过变压器和起动控制装置完成的六相电动机模块连接示意图；
图5b为通过变压器和起动控制装置完成的六相电动机供电示意图；
图6为六相电动机在其中三相电源的工况下运行的示意图；
附图编号说明：
1-三相电源系统；2-分裂移相变压器；3-六相电源主接线；
4-六相中压断路器；5-带整流逆变单元的起动控制装置；
5’-不带整流逆变单元的起动控制装置；6-六相电动机。
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细地说明，本实用新型的保护范围不局限于下述的具体实施方式。
具体实施方式
利用电网电源构成的六相电动机的六相电源供配电系统，包括电网三相电源系统1、分裂移相变压器2和六相电动机6；分裂移相变压器2的输入端与三相电源系统1相连接，二者组成六相电源系统；分裂移相变压器2的输出端与六相电动机6相连接。
六相电动机6与六相电源主接线3之间采用三相电源的接法。
如图6所示，根据负载的变化，六相电动机6通过起动控制装置的控制，由两组三相绕组切换到一组三相绕组工作，即六相电源切换为三相电源，达到了节能降耗的目的。
如图3a、图3b所示，分裂、移相变压器2中：
分裂变压器的二次侧为双Y接法，相移为30°。
移相变压器的二次侧为Y，D接法，相移为30°。
六相电源主接线3的接线形式采用单母线。
如图4所示，六相电源主接线3采用单母线形式，通过六相中压断路器4以及起动控制装置完成了多台电动机的供电方案。
实施例1
系统中包括六相中压断路器4，六相电源系统的输出端通过中压断路器4直接与单台六相电动机6相连接。
三相电源系统1中的电信号依次通过分裂移相变压器2、六相中压断路器4以及单台六相电动机6。
实施例2：
系统中包括带整流逆变单元的起动控制装置5，六相电源系统的输出端通过带整流逆变单元的起动控制装置5直接与单台六相电动机6相连接。
三相电源系统1中的电信号依次通过分裂移相变压器2、带整流逆变单元的起动控制装置5以及单台六相电动机6。
带整流逆变单元的起动控制装置5为变压变频起动控制装置或调压起动控制装置。
实施例3
系统中包括不带整流逆变单元的起动控制装置5’，六相电源系统的输出端通过不带整流逆变单元的起动控制装置5’直接与单台六相电动机6相连接。
三相电源系统1中的电信号依次通过分裂移相变压器2、不带整流逆变单元的起动控制装置5’以及单台六相电动机6。
不带整流逆变单元的起动控制装置5’为无功补偿起动控制装置或自耦变压器。
实施例4
六相电源系统中包括六相电源主接线3，六相电源主接线3与多台六相电动机6相连接，与每个六相电动机6相连接的六相电源系统主线3上均配套安装有六相中压断路器4。
三相电源系统1中的电信号依次通过分裂移相变压器2、六相电源主接线3、六相中压断路器4以及多台六相电动机6。
实施例5：
六相电源系统中包括六相电源主接线3，六相电源主接线3与多台六相电动机6相连接，与每个六相电动机6相连接的六相电源系统主接线3上均配套安装有六相中压断路器4。
六相中压断路器4与六相电动机6之间的六相电源主接线3上设置有带整流逆变单元的起动控制装置5。
三相电源系统1中的电信号依次通过分裂移相变压器2、六相电源主接线3、六相中压断路器4、带整流逆变单元的起动控制装置5以及多台六相电动机6。
带整流逆变单元的起动控制装置5为变压变频起动控制装置或调压起动控制装置。
实施例6：
六相电源系统中包括六相电源主接线3，六相电源主接线3与多台六相电动机6相连接，与每个六相电动机6相连接的六相电源系统主接线3上均配套安装有六相中压断路器4。
六相中压断路器4与六相电动机6之间的六相电源主接线3上设置有不带整流逆变单元的起动控制装置5’。
三相电源系统1中的电信号依次通过分裂移相变压器2、六相电源主接线3、六相中压断路器4、不带整流逆变单元的起动控制装置5’以及多台六相电动机6。
不带整流逆变单元的起动控制装置5’为无功补偿起动控制装置或自耦变压器。
上述技术方案只是本实用新型的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本实用新型公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本实用新型上述具体实施方式所描述的结构，因此前面描述的方式只是优选地，而并不具有限制性的意义。
Claims (10)
1.利用电网电源构成的六相电动机的六相电源供配电系统，包括电网三相电源系统（1），其特征在于：
所述系统包括分裂移相变压器（2）和六相电动机（6）；所述分裂移相变压器（2）的输入端与所述三相电源系统（1）相连接，二者组成六相电源系统；
所述系统还包括六相中压断路器（4）或带整流逆变单元的起动控制装置（5），所述六相电源系统的输出端通过所述中压断路器（4）或带整流逆变单元的起动控制装置（5）直接与单台所述六相电动机（6）相连接。
2.根据权利要求1所述的利用电网电源构成的六相电动机的六相电源供配电系统，其特征在于：
所述六相中压断路器（4）的输入端与所述六相电源系统的输出端相连接，所述六相中压断路器（4）的输出端与单台所述六相电动机（6）相连接，所述三相电源系统（1）中的电信号依次通过所述分裂移相变压器（2）、所述六相中压断路器（4）以及单台所述六相电动机（6）。
3.根据权利要求1所述的利用电网电源构成的六相电动机的六相电源供配电系统，其特征在于：
所述带整流逆变单元的起动控制装置（5）的输入端与所述六相电源系统的输出端相连接，所述带整流逆变单元的起动控制装置（5）的输出端与单台所述六相电动机（6）相连接，所述三相电源系统（1）中的电信号依次通过所述分裂移相变压器（2）、所述带整流逆变单元的起动控制装置（5）以及单台所述六相电动机（6）。
4.根据权利要求2所述的利用电网电源构成的六相电动机的六相电源供配电系统，其特征在于：
所述六相电源系统中包括六相电源主接线（3），所述六相电源主接线（3）与一组所述六相电动机（6）相连接，与每个所述六相电动机（6）相连的六相电源系统主接线（3）上均配套安装有所述六相中压断路器（4）。
5.根据权利要求4所述的利用电网电源构成的六相电动机的六相电源供配电系统，其特征在于：
所述六相中压断路器（4）与所述六相电动机（6）之间的六相电源主接线（3）上设置有带整流逆变单元的起动控制装置（5）；
所述带整流逆变单元的起动控制装置（5）的输入端与所述六相中压断路器（4）的输出端相连接，所述带整流逆变单元的起动控制装置（5）的输出端与一组所述六相电动机（6）相连接。
6.根据权利要求3或5所述的利用电网电源构成的六相电动机的六相电源供配电系统，其特征在于：
所述系统包括不带整流逆变单元的起动控制装置（5’），所述不带整流逆变单元的起动控制装置（5’）为所述带整流逆变单元的起动控制装置（5）的等同替换部件。
所述不带整流逆变单元的起动控制装置（5’）的输出端与所述六相电动机（6）相连接。
7.根据权利要求1～5之一所述的利用电网电源构成的六相电动机的六相电源供配电系统，其特征在于：
所述六相电动机（6）接于所述六相电源系统中的全部六相或其中三相。
8.据权利要求4或5所述的利用电网电源构成的六相电动机的六相电源供配电系统，其特征在于：
所述六相电源主接线（3）的接线形式为单母线、单母线分段、双母线中的一种。
9.根据权利要求1所述的利用电网电源构成的六相电动机的六相电源供配电系统，其特征在于：
所述分裂移相变压器（2）包括分裂变压器和移相变压器，其中：
所述分裂变压器的二次侧为双Y接法，相移为30°；
所述移相变压器的二次侧为Y，D接法，相移为30°。
10.根据权利要求6所述的利用电网电源构成的六相电动机的六相电源供配电系统，其特征在于：
所述带整流逆变单元的起动控制装置（5）为变压变频起动控制装置或调压起动控制装置。
所述不带整流逆变单元的起动控制装置（5’）为无功补偿起动控制装置或自耦变压器。
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| CN 201220215509 CN202634342U (zh) | 2012-05-07 | 2012-05-07 | 利用电网电源构成的六相电动机的六相电源供配电系统 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103023031A (zh) * | 2013-01-07 | 2013-04-03 | 王财勇 | 低压六相配电系统 |
| WO2016109317A3 (en) * | 2014-12-30 | 2016-10-20 | Otis Elevator Company | Six-phase motor for elevator system |
-
2012
- 2012-05-07 CN CN 201220215509 patent/CN202634342U/zh not_active Expired - Lifetime
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| CN103023031A (zh) * | 2013-01-07 | 2013-04-03 | 王财勇 | 低压六相配电系统 |
| WO2016109317A3 (en) * | 2014-12-30 | 2016-10-20 | Otis Elevator Company | Six-phase motor for elevator system |
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