CN2037896U - 可控硅式感应电动机的起动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于大功率感应电动机的起动装置，它在电动机三相主回路上串接三只双向可控硅，控制可控硅的导通角，当其由0°变至最大(接近180°)感应电动机的输出电压由OV-Ue，同时电路转换电动机就在额定电压下正常工作。这一装置，使电动机的起动过程平稳，对电网变压器只要求等功率，起动电流小，起动时间在0～1分钟，因此，在起动过程中，节约大量电能，且切换时不起弧光。起动后，电路状态复位，适应频繁起动的电机。本装置体积小、重量轻，节省大量矽钢片，铜线等原材料。

Description

本实用新型涉及一种可控硅式感应电动机的起动装置，特别适用于大功率感应电动机的起动。

目前，大功率感应电动机的起动，普遍采用的是X_Qo1 ^Jo1系列自耦减压起动器，有自耦变压器、交流接触器、热继电器、时间继电器等元件组成。在起动异步电动机的过程中采用分档次起动，起动电压一般选在额定电压的65％和85％，这样就使得电动机在带载起动的过程中需要承受很大的冲击，易损坏设备，起动电流为额定电流的3～4倍，交流接触器要能通过大于额定电流1.5倍的电流，易起弧。因此就要求网络变压器的容量大于电动机的容量，消耗大量的电能。起动时间长，且一次或连续起动时间的总和不能大于2分钟，若连续起动时间总和达到2分钟，则起动后的冷却时间应不小于四小时才能再做起动，因此这种起动装置不宜在频繁操作下使用。而且，由于需要大量的夕钢片、扁铜线，因此，体积大、重量大，需要大量原材料。

本实用新型的目的之一在于提出一种起动装置，使之对网络变压器只要求与电动机等功率，起动电流小，起动时间短，节省电动机起动时的能量消耗，在线路切换时，不起弧光；本实用新型的目的之二在于缩小起动装置的体积，节省夕钢片、铜线等原材料。

实现上述目的的方案是：在主回路上串接双向可控硅，通过控制可控硅的导通角，使其在0～1分钟之内由0°增至接近180°，以使电动机的输入电压由0V增至Ve，输入电流由0A增至Ie，这样电动机便起动起来，正常运转。

下面对此过程做进一步说明。

在主回路交流接触器的三个常开触点上并联可控硅，可控硅的控制极连到触发脉冲控制单元的输出端，而此触发脉冲控制单元的输入端连到加速限制延时电路的输出端上，加速限制延时电路的输入为一恒定电压。当起动电动机时，加速限制延时电路工作，它通过一电位器和一恒流源给电容充电，此电容的充电电压即为触发脉冲控制单元的移相输入电压，随着此电压值 $U_{\mathrm{DE}}=\frac{1}{C}{\∫}_0^T{i}_c\mathrm{dt}$ 的增大，触发脉冲控制单元的输出脉冲控制可控硅的导通角逐步增大，由0°逐步增至接近180°，当可控硅的导通角增至接近180°时，电动机的电压等于额定电压，电流也为额定电流。此时，U_DE＝8V，此电压值使逻辑转换电路中的输入端的稳压管击穿，此逻辑电路工作，交流接触器通电，交流接触器的三个常开触点闭合，短接了可控硅，此时，电动机就在额定电压下正常工作。在交流接触器通电时，其常闭触点断开，使中间继电器失电，其常开触点断开，加速限制延时电路不再给电容C充电，电容C通过电阻(11)放电，以备下次起动。U_DE值与t值均可通过电位器调节，本实用新型中，U_DE＝0～8V t＝0～1分钟。

完成上述方案，可控硅式感应电动机的起动装置，参照图1，包括串接于电动机三相主回路中的交流接触器的常开触点(1～3)控制电动机起动或停止过程的逻辑转换电路(9)，其特征在于：

1.与所述的交流接触器的三个常开触点(1～3)分别并联，接入控制电动机起动的可控硅(4～6)；

2.其输出与所述可控硅(4～6)为控制极相连，接入触发脉冲控制单元(7)，

3.其输出分别与所述触发脉冲控制单元(7)的输入端和逻辑转换电路(9)的输入端相连，接入加速限制延时电路(8)。

在上述装置中的可控硅，若选用双向的，则用三只分别与交流接触器的常开触点(1～3)并联，当选用单向可控硅时，用六只，其中三只分别与三个常开触点(1～3)反并联，另外三只并联接于电路中。

在上述装置中的加速限制延时电路(8)中，参照图2，电位器(10)的上端接+15V电压，下端接地，中间接中间继电器的常开触点(12)一端，恒流源(14)与常开触点(12)串联，常闭触点(13)与放电电阻(11)串联后，常闭触点(13)一端接在常开触点(12)与恒流源(14)的串接点上，电阻(11)一端接地，电容(15)的一端接恒流源(14)的输出端，另一端接地。调节电位器(10)，使电容(15)的充电时间在0～1分钟，充电电压为0～8V。

本实用新型的优点在于：

1.利用了可控硅的可控性，使感应电动机按照一定的规律平滑缓慢起动，电动机的输入电压由0V到Ue，输入电流由0A到Ie，电流滞后于电压角度减小，提高了电动机的功率因数和效率，节省了电能，并且因交流接触器的常开触点短接可控硅时，可控硅两端电压为1V左右，故切换时不起弧光。

2.由于采用了加速限制延时电路，缩短了起动时间，克服了三相电动机起动时3～4倍电流的冲击，节省了电能，并且，由于此电路在电机起动后，能立即复原等待起动状态，故适用于频繁起动的电机。

3.由于采用了可控硅式起动装置，节省了夕钢片和铜线。

下面结合附图与实施例做进一步详细说明。

附图1、可控硅式感应电动机的起动装置的组成框图。

附图2、加速限制延时电路的电路图。

附图3、控制电压U_DE与T的曲线图。

附图4、可控硅式感应电动机的起动装置的电路图。

附图5、可控硅式感应电动机的起动装置的装配图。

附图6、工作过程电压变化波形图。

附图说明：

参照图5，本装置其结构采用2mm铁板弯制成封闭式方型壳体，并设有前门，可作挂式安装和座式安装，壳体底部和背面设有配线孔，其整个装置装配分布情况：前门上安装有主电源指示灯，电流、电压表及停止起动按钮。壳体内部安装有移相触发脉冲控制单元装配板(11)，交流接触器CJ(17)，加速限制延时电路和逻辑转换电路装配板(并装有控制继电器ZJ)18，控制电源变压器ZB(19)，同步变压器TB(20)，中间继电器CJ(21)双向可控硅KS～KS(22)，输入接线柱(23)，输出接线柱(24)。热继电器RJ(25)。

实施例

参照图4，上部左侧，为KYC-1型移相脉冲触发控制单元，其工作电压接至电网，输入为移相电压DE，输出为三路脉冲列，移相触发控制双向可控硅的导通角。右侧为三只双向可控硅KS～KS(本实施例中选KS系列)串接于三相电路中，且与交流接触器CJ的三个常开触点并联，三只熔断器RJ₁～RJ₃也串接于三相电路中，起过流保护的作用，D为感应电动机。

下部右侧与中部为逻辑转换电路。其输入为DE端。还包括：接于三极管T₂基极的稳压管DW，并联于T₂基射极间的电阻R₂，接于T₂集电极的控制继电器ZJ，与ZJ并联的二极管D₅，此部的工作电压为+24V。对于小电动机可以直接起动，其起动按钮是QA，停车按钮是TA₁：对于大电机，需通过可控硅加速延时起动，其起动和停车按钮分别是QATA在电路中，TA与交流接触器CJ串联，QA与CJ的常开触点CJ₍₁₎及控制继电器ZJ的常开触点ZJ₍₁₎并联后，再与TA₁、CJ串联，串联电路的两端接至电网A、B端。CJ的常闭触点CJ₍₂₎与TA、中间继电器CJ₁串接，QA与CJ₁的常开触点CJ₁₍₁₎并联后，再与CJ₁等串接，此串联电路两端接至电网B、C间。当CJ₁的常开触点CJ₁₍₂₎闭合时，就接通了+24V电压与G端，其作用是：控制移相触发控制单元的脉冲输出。

参照图4，其左下部为加速限制延时电路，电位器W₁的上部接+15V电压，下部接地，中间滑动触点接CJ₁的常开触点CJ₁₍₃₎CJ₁的常闭触点CJ₁₍₄₎与放电电阻R₁串联后，再并联于CJ₁₍₃₎的另一端与地间。恒流源由桥路D₁～D₄，三极管T₁，电源E(24V)电位器W₂电气连接而成，串接于电路中，给电容C充电，电容C并联于恒流源的另一端与地之间，电路输出为DE，即电容C两端电压U_DE。

图4所示电路的工作过程：电机起动时，按下起动按钮QA，CJ₁通电，其常开触点CJ₁₍₂₎、CJ₁₍₃₎通电闭合，接通了+24V与G端，也接通了W₁与恒流源，将+15V电压加至加速延时电路上。同时CJ₁₍₄₎断开，断开了放电电阻R₁。此时，恒流源给C充电其充电电压与时间的曲线图如图3所示，其 $U_{\mathrm{DE}}=\frac{1}{C}{\∫}_0^T{i}_c\mathrm{dt},$ 调节W₁，W₂，使U_DEmin＝0V、U_DEmax＝8V，积分时间t＝0～1分钟。这样，就保证了移相电压U_DE送至移相触发脉冲单元后，其输出的脉冲列在比较短的时间内有足够的能量使可控硅导通并输出最大电压，此最大电压值即为电动机的额定电压Ve。这个过程的变化过程曲线示意图如图5，图中以A相电压为例U_DE为移相控制电压，Ut为触发脉冲，针对最上部图形中U₁～U₄的电压，电动机的输入电压U2的变化如图。

当U_DE＝8V时，DW被击穿，T₂饱和导通，ZJ通电，ZJ₍₁₎的常开A触点ZJ₍₁₎闭合，CJ通电，其三个常开触点闭合，短接了三只双向可控硅KS₁～KS₃，同时，CJ₍₁₎闭合，起到自锁的作用，自此，电路完成了切换，电动机在额定电压下正常工作。

从上述逻辑转换过程可以看出，是当可控硅的导通角由0°增至接近180°，加至电动机D的电压增至Ue后，才通过一系列逻辑过程使CJ的三个触点闭合，此时，可控硅两端的电压仅为1伏左右，故切换时，不会起弧。

当起动小电机时，按下QA₁，CJ通电，CJ₁闭合自锁，CJ的三个常开触点闭合，电动机便在额定电压Ue下正常工作。

Claims (3)

1.可控硅式感应电动机的起动装置，包括串接于电动机三相主回路中的交流接触器的常开触点(1～3)，控制电动机起动或停止过程的逻辑转换电路(9)，其特征在于：

①、与所述的交流接触器的三个常开触点(1～3)分别并联，接入控制电动机起动的可控硅(4～6)；

②、其输出与所述可控硅(4～6)的控制极相连，接入移相触发脉冲控制单元(7)。

③、其输出分别与所述移相触发脉冲控制单元(7)的输入端和逻辑转换电路(9)的输入端相连，接入加速限制延时电路(8)。

2.根据权利要求1所述的起动装置，其特征在于当所述的可控硅(4～6)为双方可控硅时，用三只分别与交流接触器的常开触点(1～3)并联，当选用单向可控硅时，用六只，其中三只分别与三个非开触点(1～3)反并联，另外三只并联接于电路中。

3.根据权利要求1所述的起动装置，其特征在于在所述的加速限制延时电路(8)中，电位器(10)的上端接+15V电压，下端接地、中间接中间继电器的常开触点(12)一端，恒流源(14)与常开触点(12)串联，常闭触点(13)与放电电阻(11)串联后常闭触点(13)一端接常开触点(12)与恒流源(14)的串接点，电阻(11)一端接地，电容(15)的一端接恒流源(14)的输出端，另一端接地，调节电位器(10)，使电容(15)的充电时间在0～1分钟，充电电压为0～8V。

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