CN205610507U - 电机的自耦降压控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种电机的自耦降压控制系统，该系统包括：降压启动回路，在降压启动回路中，自耦降压变压器的第一和第二输出抽头接线端中的一个输出抽头接线端与电机相连，同时通过旁路接触器与三相交流电源相连，自耦降压变压器的电源接线端通过启动接触器与三相交流电源相连，自耦降压变压器的星形接线端与星形接触器的进线端相连；电压电流检测回路，用以检测降压启动回路的三相电流、零序电流和三相电压；控制回路，用于根据上述三相电流、零序电流和三相电压对旁路接触器、启动接触器和星形接触器进行控制以使电机的启动过程以闭路转换方式完成。该系统能自适应启动负载变化，降低启动电流，减少电能浪费，并能保护电机启动系统中的设备。

Description

电机的自耦降压控制系统

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，特别涉及一种电机的自耦降压控制系统。

背景技术

电机的自耦降压启动方式相比较其他降压启动方式而言，能够在启动转矩一定的情况下，最大程度地减小电机启动对电网侧的冲击，因此，电机的自耦降压启动方式被广泛应用于高电压、大功率的电机启动场合。

目前，在自耦降压启动方式中，由降压启动向全压运行的转换一般是通过时间继电器来控制的，因此，电机转换至全压运行一般具有固定的延时。

然而，在电机的启动负载较低时，电机转速可很快提升至接近额定转速，因此启动电流衰减较快，但在未达到固定的延时时，电机将一直接入自耦变压器，并保持低压运行。这无疑会造成启动设备发热，导致了电能的浪费。

而在电机的启动负载较高时，启动电流衰减较慢，在达到固定的延时后，启动电流仍然较大，此时若根据固定的延时控制电机由降压启动向全压运行转换，则会出现较大的冲击电流，对电机启动系统中的设备以及电网都有较大的冲击影响。这不仅可能造成因上级配电的跳闸而导致电机启动失败，还会缩短电机启动系统中各设备的使用寿命，甚至直接损坏设备。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的目的在于提出一种电机的自耦降压控制系统，能够输出最佳转换时刻控制信号，自动适应电机启动负载变化，有效降低电机启动冲击电流，减少电能的浪费，并能够保护电机启动系统中的设备，延长各设备的使用寿命。

根据本实用新型实施例的电机的自耦降压控制系统，包括：降压启动回路，所述降压启动回路包括自耦降压变压器，所述自耦降压变压器具有电源接线端、星形接线端以及第一和第二输出抽头接线端，其中，所述第一和第二输出抽头接线端中的一个输出抽头接线端与电机相连，且所述第一和第二输出抽头接线端中的一个输出抽头接线端通过旁路接触器与三相交流电源相连，所述电源接线端通过启动接触器与所述三相交流电源相连，所述星形接线端与星形接触器的进线端相连，所述星形接触器的出线端短接在一起；电压电流检测回路，所述电压电流检测回路用以检测所述降压启动回路的三相电流、零序电流和三相电压；控制回路，所述控制回路根据所述降压启动回路的三相电流、零序电流和三相电压对所述旁路接触器、所述启动接触器和所述星形接触器进行控制以使所述电机的启动过程以闭路转换方式完成。

根据本实用新型的电机的自耦降压控制系统，通过检测降压启动回路的三相电流、零序电流和三相电压，并根据降压启动回路的三相电流、零序电流和三相电压进行相关控制，以使电机的启动过程以闭路转换方式完成。由此，能够在适当的时刻控制电机由降压启动向全压运行转换，可有效避免因启动负载的变化而导致电机低压运行发热或大电流全压转换，从而能够有效降低电机启动冲击电流，减少电能的浪费，并能够保护电机启动系统中的设备，延长各设备的使用寿命。

另外，根据本实用新型上述实施例的电机的自耦降压控制系统还可以具有如下附加的技术特征：

根据本实用新型的一个实施例，所述电压电流检测回路包括第一和第二电压互感器、三相电流互感器以及零序电流互感器。

具体地，所述第一和第二电压互感器采用V/V方式连接，其中，所述三相交流电源通过熔断器与所述第一和第二电压互感器相连。

进一步地，所述降压启动回路还包括进线真空断路器，所述进线真空断路器的前端与所述三相交流电源相连，所述进线真空断路器的后端串接所述三相电流互感器，所述三相电流互感器的后端分别与所述旁路接触器的主触点进线端和所述启动接触器的主触点进线端相连。

具体地，所述旁路接触器的出线端与所述自耦降压变压器的一个输出抽头接线端相连后通过所述零序电流互感器与所述电机相连。

具体地，所述控制回路包括电流继电器和综合保护器，所述电流继电器用以监测所述电机的启动电流，所述综合保护器的开关量输入端分别接入第一按钮常开触点、第二按钮常开触点、启动信号常开触点、所述电流继电器的常开触点、所述进线真空断路器的辅助常开触点和常闭触点、所述旁路接触器的辅助常开触点、所述启动接触器的辅助常开触点、所述星形接触器的辅助常开触点，所述综合保护器的开关量输出端分别与所述进线真空断路器的合闸线圈和跳闸线圈、所述旁路接触器的线圈、所述启动接触器的线圈、所述星形接触器的线圈相连。

进一步地，所述系统还包括蜂鸣器，所述蜂鸣器与所述综合保护器的开关量输出端相连，其中，所述综合保护器根据所述进线真空断路器、所述旁路接触器、所述启动接触器和所述星形接触器的动作状态判断所述电机启动异常时，控制所述电机停止启动，并通过所述蜂鸣器进行报警提示。

具体地，所述综合保护器在所述启动信号常开触点闭合时，先吸合所述星形接触器以将所述自耦降压变压器的星形接线端连接成星形，再吸合所述启动接触器以使所述自耦降压变压器的电源接线端接入所述三相交流电源，所述自耦降压变压器的一个输出抽头接线端降压输出至所述电机，以使所述电机开始降压启动，并在所述电机的启动过程中，所述综合保护器通过所述电流继电器监测到所述电机的启动电流，当启动电流降至预设电流值时，所述电流继电器的常开触点闭合，所述综合保护器控制断开所述星形接触器，以使所述电机串入所述自耦降压变压器部分绕组，以类似串电抗启动方式继续带电运行，以及在所述星形接触器可靠断开后吸合所述旁路接触器和断开所述启动接触器，以将所述自耦降压变压器TB从所述降压启动回路中切除，所述电机启动完成。

根据本实用新型的一个实施例，所述旁路接触器、所述启动接触器和所述星形接触器均为真空接触器。

附图说明

图1为根据本实用新型的电机的自耦降压控制系统的结构框图；

图2为根据本实用新型的降压启动回路和电压电流检测回路所构成电路的示意图；

图3为根据本实用新型的控制回路的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面结合附图描述本实用新型的电机的自耦降压控制系统。

图1为根据本实用新型的电机的自耦降压控制系统的结构框图。

如图1所示，本实用新型的电机的自耦降压控制系统，包括：降压启动回路10、电压电流检测电路20和控制回路30。

图2为根据本实用新型的降压启动回路和电压电流检测回路所构成电路的示意图，如图2所示，降压启动回路10包括自耦降压变压器TB，自耦降压变压器TB具有电源接线端A、B、C星形接线端X、Y、Z以及第一和第二输出抽头接线端。其中，第一和第二输出抽头接线端中的一个输出抽头接线端A1、B1、C1与电机M相连，且第一和第二输出抽头接线端中的一个输出抽头接线端A1、B1、C1通过旁路接触器KM1与三相交流电源L1、L2、L3相连，电源接线端通过启动接触器KM2与三相交流电源L1、L2、L3相连，星形接线端X、Y、Z与星形接触器KM3的进线端相连，星形接触器KM3的出线端短接在一起。在本实用新型中，旁路接触器KM1、启动接触器KM2和星形接触器KM3可均为真空接触器。

电压电流检测回路20用以检测降压启动回路10的三相电流、零序电流和三相电压。在图2所示的电路中，电压电流检测回路20可包括第一和第二电压互感器1TV和2TV、三相电流互感器TA以及零序电流互感器TA0。

在本实用新型中，第一和第二电压互感器1TV和2TV可采用V/V方式连接，从而仅通过两个电压互感器便能够检测到三相电压。第一和第二电压互感器输出100V的三相交流电压，既能够作检测用，又能够作为低压电源供向低压负载，因此在本系统中无需再外接低压电源。三相交流电源L1、L2、L3可通过熔断器RD与第一和第二电压互感器1TV和2TV相连，从而能够对第一和第二电压互感器1TV和2TV进行过载和短路保护。在本实用新型中，三相电流互感器TA输出0-5A或0-1A的三相交变电流。

如图2所示，降压启动回路10还可包括进线真空断路器DL，进线真空断路器DL的前端与三相交流电源L1、L2、L3相连，进线真空断路器DL的后端串接三相电流互感器TA，进线真空断路器DL除了能够用于接通和断开电路外，还能够在出现短路电流时断开，以实现短路保护。三相电流互感器TA的后端分别与旁路接触器KM1的主触点进线端和启动接触器KM2的主触点进线端相连。此外，旁路接触器KM1的出线端与自耦降压变压器的一个输出抽头接线端A1、B1、C1相连后可通过零序电流互感器TA0与电机M相连，其中，U、V、W为电机M的三相输入端。

此外，在图2所示的电路中，可通过带电显示器GSN进行带电状态的显示，接地开关JD可在检修维护时进行接地放电处理，避雷器F用来保护电路中各设备避免因过压冲击而损坏。

控制回路30可根据降压启动回路10的三相电流、零序电流和三相电压对旁路接触器KM1、启动接触器KM2和星形接触器KM3进行控制以使电机的启动过程以闭路转换方式完成。

在本实用新型中，如图3所示，控制回路30可包括电流继电器LJ和综合保护器ZB，电流继电器LJ可仅与三相电流互感器TA的一个输出端TA1相连，用以监测电机M的启动电流。

如图3所示，降压启动回路10中的第一和第二电压互感器1TV和2TV的输出端、三相电流互感器TA的三个输出端TAa、TAb和TAc以及零序电流互感器TA0的输出端均与综合保护器ZB相连，其中，1S1和1S2分别为电流互感器的两端，RD1、RD2和RD3为分别与三相交流电源的L1、L2和L3相连的熔断器。由此，综合保护器ZB能够获取降压启动回路10的三相电流、零序电流和三相电压。

如图3所示，综合保护器ZB的开关量输入端分别接入第一按钮常开触点TA1、第二按钮常开触点TA2、启动信号常开触点KA1、电流继电器LJ的常开触点、进线真空断路器DL的辅助常开触点DL1和常闭触点DL2、旁路接触器KM1的辅助常开触点、启动接触器KM2的辅助常开触点、星形接触器KM3的辅助常开触点。综合保护器ZB的开关量输出端分别与进线真空断路器DL的合闸线圈HQ和跳闸线圈TQ、旁路接触器KM1的线圈、启动接触器KM2的线圈、星形接触器KM3的线圈相连。

在本实用新型中，综合保护器ZB在启动信号常开触点KA1闭合时，先吸合星形接触器KM3以将自耦降压变压器TB的星形接线端X、Y、Z连接成星形，再吸合启动接触器KM2以使自耦降压变压器TB的电源接线端A、B、C接入三相交流电源L1、L2、L3，自耦降压变压器TB的一个输出抽头接线端A1、B1、C1降压(例如，可将电压降至60％)输出至电机M，以使电机M开始降压启动，并在电机M的启动过程中，综合保护器ZB通过电流继电器LJ监测到电机M的启动电流，当启动电流降至预设电流值(例如，可为80％的电机的额定电流)时，电流继电器LJ的常开触点闭合，综合保护器ZB控制断开星形接触器KM3，以使电机M串入自耦降压变压器TB部分绕组，以类似串电抗启动方式继续带电运行，以及在星形接触器KM3可靠断开后吸合旁路接触器KM1和断开启动接触器KM2，以将自耦降压变压器TB从降压启动回路中切除，电机M启动完成。

此外，在电机M的启动过程中，综合保护器ZB不仅可根据所获取的三相电流、零序电流和三相电压对旁路接触器KM1、启动接触器KM2和星形接触器KM3进行控制，还可根据进线真空断路器DL、旁路接触器KM1、启动接触器KM2和星形接触器KM3的动作状态判断电机M是否启动异常。其中，电机启动异常的情况可包括出现短路故障、电机堵转、电机过载、电机反相序、接地故障、电压过高或电压过低等。如图3所示，本实用新型的电机的自耦降压控制系统还可包括蜂鸣器，蜂鸣器BL可与综合保护器ZB的开关量输出端相连，其中，综合保护器ZB根据进线真空断路器DL、旁路接触器KM1、启动接触器KM2和星形接触器KM3的动作状态判断电机M启动异常时，可控制电机M停止启动，并可通过蜂鸣器BL进行报警提示。

根据本实用新型的电机的自耦降压控制系统，通过检测降压启动回路的三相电流、零序电流和三相电压，并根据降压启动回路的三相电流、零序电流和三相电压进行相关控制，以使电机的启动过程以闭路转换方式完成。由此，能够在适当的时刻控制电机由降压启动向全压运行转换，可有效避免因启动负载的变化而导致电机低压运行发热或大电流全压转换，从而能够有效降低电机启动冲击电流，减少电能的浪费，并能够保护电机启动系统中的设备，延长各设备的使用寿命。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

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实用新型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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种电机的自耦降压控制系统，其特征在于，包括：

降压启动回路，所述降压启动回路包括自耦降压变压器，所述自耦降压变压器具有电源接线端、星形接线端以及第一和第二输出抽头接线端，其中，所述第一和第二输出抽头接线端中的一个输出抽头接线端与电机相连，且所述第一和第二输出抽头接线端中的一个输出抽头接线端通过旁路接触器与三相交流电源相连，所述电源接线端通过启动接触器与所述三相交流电源相连，所述星形接线端与星形接触器的进线端相连，所述星形接触器的出线端短接在一起；

电压电流检测回路，所述电压电流检测回路用以检测所述降压启动回路的三相电流、零序电流和三相电压；

控制回路，所述控制回路根据所述降压启动回路的三相电流、零序电流和三相电压对所述旁路接触器、所述启动接触器和所述星形接触器进行控制以使所述电机的启动过程以闭路转换方式完成。

2.根据权利要求1所述的电机的自耦降压控制系统，其特征在于，所述电压电流检测回路包括第一和第二电压互感器、三相电流互感器以及零序电流互感器。

3.根据权利要求2所述的电机的自耦降压控制系统，其特征在于，所述第一和第二电压互感器采用V/V方式连接，其中，所述三相交流电源通过熔断器与所述第一和第二电压互感器相连。

4.根据权利要求2所述的电机的自耦降压控制系统，其特征在于，所述降压启动回路还包括进线真空断路器，所述进线真空断路器的前端与所述三相交流电源相连，所述进线真空断路器的后端串接所述三相电流互感器，所述三相电流互感器的后端分别与所述旁路接触器的主触点进线端和所述启动接触器的主触点进线端相连。

5.根据权利要求4所述的电机的自耦降压控制系统，其特征在于，所述旁路接触器的出线端与所述自耦降压变压器的一个输出抽头接线端相连后通过所述零序电流互感器与所述电机相连。

6.根据权利要求4所述的电机的自耦降压控制系统，其特征在于，所述控制回路包括电流继电器和综合保护器，所述电流继电器用以监测所述电机的启动电流，所述综合保护器的开关量输入端分别接入第一按钮常开触点、第二按钮常开触点、启动信号常开触点、所述电流继电器的常开触点、所述进线真空断路器的辅助常开触点和常闭触点、所述旁路接触器的辅助常开触点、所述启动接触器的辅助常开触点、所述星形接触器的辅助常开触点，所述综合保护器的开关量输出端分别与所述进线真空断路器的合闸线圈和跳闸线圈、 所述旁路接触器的线圈、所述启动接触器的线圈、所述星形接触器的线圈相连。

7.根据权利要求6所述的电机的自耦降压控制系统，其特征在于，还包括蜂鸣器，所述蜂鸣器与所述综合保护器的开关量输出端相连，其中，所述综合保护器根据所述进线真空断路器、所述旁路接触器、所述启动接触器和所述星形接触器的动作状态判断所述电机启动异常时，控制所述电机停止启动，并通过所述蜂鸣器进行报警提示。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的电机的自耦降压控制系统，其特征在于，所述旁路接触器、所述启动接触器和所述星形接触器均为真空接触器。