CN216356523U - 一种动力装置及动力设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型的实施例提供了一种动力装置及动力设备，涉及启动控制技术领域。本实用新型的实施例提供的动力装置包括发电机、电动机、启动装置和电压相位检测电路。发电机通过启动装置于电动机电连接，启动装置用于控制发电机与电动机之间的电流通断，如此在启动装置合闸时，发电机输出的电流传输至电动机，此时电动机启动。电压相位检测电路与启动装置电连接，并根据电压相位角确定合闸限位角以控制启动装置，如此能够使得电动机在较佳的时刻启动，从而降低电动机启动瞬间对发电机输出电网的冲击，进而也就降低了电动机启动不成功的可能性。

Description

一种动力装置及动力设备

技术领域

本实用新型涉及启动控制技术领域，具体而言，涉及一种动力装置及动力设备。

背景技术

一般受发电机，例如柴油发电机组的容量大小限制，对于其直接启动电动机负载情况，传统理论认为，由于起到时转差率s＝1，电动机的启动电流要高于额定电流，通常为4～7倍的额定电流，这种瞬间冲击性负载会造成柴油发电机组输出电压瞬间跌落，致使电动机启动不成功，甚至造成柴油发电机组供电电网崩溃。

为了解决上述问题，最简单的方法是增大发电机组与启动电动机的容量匹比，这样成本会大大增加。此外还有采取降压启动方法，当检测到需要启动电动机负载时，给发电机组一个电压调整信号，瞬间调低发电机组的输出电压，此时电动机负载将进行降压起动，减小了启动瞬间冲击电流，但同时造成其他用电设备用电电压不正常。

实用新型内容

本实用新型的目的包括，例如，提供了一种动力装置，其能够改善现有技术中存在的易出现电动机启动不成功的问题。

本实用新型的目的还包括，提供了一种动力设备，其能够改善现有技术中存在的易出现电动机启动不成功的问题。

本实用新型的实施例可以这样实现：

本实用新型的实施例提供了一种动力装置，其包括发电机、电动机、启动装置及电压相位检测电路，所述发电机通过所述启动装置与所述电动机电连接，所述启动装置用于控制所述发电机与所述电动机之间的电流通断，所述电压相位检测电路用于检测所述发电机输出的电流的电压相位角，且所述电压相位检测电路与所述启动装置电连接，并根据所述电压相位角确定合闸相位角以控制所述启动装置。

可选的，所述发电机用于输出三相电压，所述电压相位检测电路用于检测三相各自的电压相位角。

可选的，所述启动装置具有与三相一一对应的第一启动电路、第二启动电路和第三启动电路，所述电压相位检测电路分别与所述第一启动电路、所述第二启动电路和所述第三启动电路电连接，以根据所述三相各自的电压相位角独立控制所述第一启动电路、所述第二启动电路和所述第三启动电路。

可选的，所述启动装置包括固态功率管，所述电压相位检测电路与所述固态功率管的控制极电连接。

可选的，所述启动装置包括带储能机构的断路器开关，所述电压相位检测电路与所述带储能机构的断路器开关电连接。

可选的，所述发电机包括柴油发电机组。

本实用新型的实施例还提供了一种动力设备。该动力设备包括上述的动力装置。

可选的，所述动力设备还包括传动连接件，所述传动连接件与所述动力装置的电动机传动连接，以将所述电动机的动力输出。

本实用新型实施例的动力装置及动力设备的有益效果包括，例如：

本实用新型的实施例提供了一种动力装置，其包括发电机、电动机、启动装置和电压相位检测电路。发电机通过启动装置于电动机电连接，启动装置用于控制发电机与电动机之间的电流通断，如此在启动装置合闸时，发电机输出的电流传输至电动机，此时电动机启动。电压相位检测电路与启动装置电连接，并根据电压相位角确定合闸限位角以控制启动装置，如此能够使得电动机在较佳的时刻启动，从而降低电动机启动瞬间对发电机输出电网的冲击，进而也就降低了电动机启动不成功的可能性。

本实用新型的实施例还提供了一种动力设备，其包括上述的动力装置。由于该动力设备包括上述的动力装置，因此也具有能够降低电动机启动瞬间对发电机输出电网的冲击，进而也就降低了电动机启动不成功的可能性的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型的实施例提供的动力装置的结构框图；

图2为本实用新型的实施例提供的动力装置的结构示意图；

图3为本实用新型的实施例提供的控制方法的步骤图。

图标：100-动力装置；110-发电机；111-第一相线；112-第二相线；113-第三相线；120-启动装置；121-第一启动电路；122-第二启动电路；123-第三启动电路；130-电动机；140-电压相位检测电路。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例中的特征可以相互结合。

目前在电动机启动时，易对发电机组产生冲击，进而导致发电机输出的电压瞬间跌落，致使电动机启动不成功，甚至造成发电机供电电网崩溃。

经发明人研究发现，电动机的启动电流由稳态周期分量与非周期性随时间快速衰减的暂态分量组成，稳态周期性分量的大小取决于电动机本身参数，而非周期暂态分量的大小，除了受电动机自身参数影响外，与电动机投入电网的时刻有着极密切的关系，很大程度取决于合闸相角，经研究分析及各种试验验证，随着合闸角度的变化，启动电流的最大峰值可在1～2倍的堵转电流峰值内变化。

本实用新型正是基于上述的研究发现而提供的方案，其通过检测发电机110输出电流的电压相位角，从而确定合适的合闸相位角，以控制启动装置120在较佳的合闸相位角合闸，降低对发电机110的冲击以及改善了电动机130易出现启动不成功的问题。

图1为本实施例提供的动力装置100的结构框图。请参考图1，本实施例提供了一种动力装置100，相应地，提供了一种动力设备(图未示出)。

动力设备包括的动力装置100，同时还包括与动力装置100的电动机130传动连接的传动连接件，从而通过传动连接件实现电动机130的动力输出。可选地，动力设备还包括工作件，工作件与传动连接件传动连接，以利用传动连接件输出的动力进行运作。

动力装置100包括发电机110、电动机130、启动装置120和电压相位检测电路140。发电机110通过启动装置120于电动机130电连接，启动装置120用于控制发电机110与电动机130之间的电流通断，如此在启动装置120合闸时，发电机110输出的电流传输至电动机130，此时电动机130启动。电压相位检测电路140与启动装置120电连接，并根据电压相位角确定合闸限位角以控制启动装置120，如此能够使得电动机130在较佳的时刻启动，从而降低电动机130启动瞬间对发电机110输出电网的冲击，进而也就降低了电动机130启动不成功的可能性。

下面对本实施例提供的动力装置100进行进一步说明：

图2为本实施例提供的动力装置100的结构示意图。请结合参照图1和图2，在本实施例中，发电机110包括柴油发电机110组，即该发电机110利用柴油作为燃料进行发电。可以理解的，在其他实施例中，发电机110也可以采用其他能量来源，例如汽油、天然气等。

在本实施例中，发电机110输出的电流为三相交流电，即发电机110输出的电流具有三相，相应地，发电机110通过三根相线向电动机130输送电能，三根相线分别为第一相线111、第二相线112和第三相线113。电压相位检测电路140用于检测三相各自的电压相位角，具体地，电压相位检测电路140与第一相线111、第二相线112和第三相线113分别电连接，如此可分别获得第一相线111、第二相线112和第三相线113上对应的电压相位角，与第一相线111的电流对应的电压相位角为第一电压相位角，与第二相线112的电流对应的电压相位角为第二电压相位角，与第三相线113的电流对应的电压相位角为第三电压相位角。

进一步地，启动装置120具有与三相对应的第一启动电路121、第二启动电路122和第三启动电路123。具体地，第一相线111通过第一启动电路121与电动机130电连接，第二相线112通过第二启动电路122与电动机130电连接，第三相线113通过第三启动电路123与电动机130电连接。

电压相位检测电路140分别与第一启动电路121、第二启动电路122和第三启动电路123电连接，并根据三相各自的电压相位角独立控制第一启动电路121、第二启动电路122和第三启动电路123，即根据第一电压相位角确定第一启动电路121的合闸相位角，并控制第一启动电路121在对应时刻合闸，并且根据第二电压相位角确定第二启动电路122的合闸相位角，并控制第二启动电路122在对应时刻合闸，同时根据第三电压相位角确定第三驱动电路的合闸相位角，并控制第三启动电路123在对应的时刻合闸。

可选地，电压相位检测电路140检测到电压相位角后，将合闸相位角设定在电压过零点。可以理解的，在其他实施例中，也可以根据实际测试启动电流情况进行调整。

进一步地，启动装置120的主开关为固态功率管，电压相位检测电路140与固态功率管的控制极电连接。在电压相位检测电路140检测到发电机110输出的三相交流电压的相位角后，电压相位检测电路140确定最佳的合闸相位角，在本实施例中，该最佳的合闸相位角为电压过零点。并通过电压相位检测电路140输出对固态功率管的控制极的控制信号，实现固态功率管的精确控制。通过将启动装置120设置为包括固态功率管，从而使电压相位检测电路140与固态功率管匹配实现精确控制，控制精度高，进而使启动装置120的实际合闸相位角与电压相位检测电路140根据电压限位角设定的合闸相位角之间的误差足够小。

需要说明的是，此处并不对启动装置120中的开关类型进行限制，可以理解的，在其他实施例中，也可以将启动装置120设置为包括带储能机构的断路器开关，从而将该带储能机构的断路器开关作为主开关与电压相位检测电路140电连接，能够实现精确控制即可。

本实施例提供的一种动力装置100至少具有以下优点：

本实用新型的实施例提供的动力装置100，其通过设置电压相位检测电路140对发电机110输出的电流的电压相位角进行检测，并根据检测到的电压相位角控制启动装置120的合闸相位，从而使得电动机130启动时刻与电流相适配，降低电动机130启动产生的冲击，进而降低了电动机130启动不成功的可能性。同时，启动装置120具有固态功率管，电压相位检测电路140与固态功率管匹配精确控制，控制精度更高，如此合闸时刻更精确，效果更好。

图3为本实施例提供的控制方法的步骤图。请参照图3，本实施例还提供了一种控制方法，该控制方法可基于上述的动力装置100实现，换言之，上述的动力装置100中，电压相位检测电路140中的控制部分即执行该控制方法。本实施例提供的控制方法包括：

S01：获取发电机110输出的电流的电压相位角。

在本实施例中，发电机110包括柴油发电机110组，其输出的电流为三相交流电。电压相位检测电路140对三相交流电的电压相位角进行检测。

S02：根据电压相位角获得合闸相位角。

电压相位检测电路140具备设定三相电压最佳合闸相位角功能，从而根据电压相位角得到最佳的合闸相位角。进一步地，最佳的合闸限位角为电压过零点。可以理解的，在其他实施例中，也可以根据实际测试启动电流情况进行调整。

S03：控制启动装置120在合闸相位角合闸。

电压相位检测电路140与启动装置120电连接，电压相位检测电路140获得合闸相位角后，对启动装置120输出控制信号，进而控制启动装置120在该合闸相位角，即电压过零点时，合闸导通，此时发电机110输出的电流供给至电动机130，即发电机110向电动机130供电，此时电动机130启动。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种动力装置(100)，其特征在于，包括发电机(110)、电动机(130)、启动装置(120)及电压相位检测电路(140)，所述发电机(110)通过所述启动装置(120)与所述电动机(130)电连接，所述启动装置(120)用于控制所述发电机(110)与所述电动机(130)之间的电流通断，所述电压相位检测电路(140)用于检测所述发电机(110)输出的电流的电压相位角，且所述电压相位检测电路(140)与所述启动装置(120)电连接，并根据所述电压相位角确定合闸相位角以控制所述启动装置(120)。

2.根据权利要求1所述的动力装置(100)，其特征在于，所述发电机(110)用于输出三相电压，所述电压相位检测电路(140)用于检测三相各自的电压相位角。

3.根据权利要求2所述的动力装置(100)，其特征在于，所述启动装置(120)具有与三相一一对应的第一启动电路(121)、第二启动电路(122)和第三启动电路(123)，所述电压相位检测电路(140)分别与所述第一启动电路(121)、所述第二启动电路(122)和所述第三启动电路(123)电连接，以根据所述三相各自的电压相位角独立控制所述第一启动电路(121)、所述第二启动电路(122)和所述第三启动电路(123)。

4.根据权利要求1所述的动力装置(100)，其特征在于，所述启动装置(120)包括固态功率管，所述电压相位检测电路(140)与所述固态功率管的控制极电连接。

5.根据权利要求1所述的动力装置(100)，其特征在于，所述启动装置(120)包括带储能机构的断路器开关，所述电压相位检测电路(140)与所述带储能机构的断路器开关电连接。

6.根据权利要求1所述的动力装置(100)，其特征在于，所述发电机(110)包括柴油发电机(110)组。

7.一种动力设备，其特征在于，所述动力设备包括权利要求1-6任一项所述的动力装置(100)。

8.根据权利要求7所述的动力设备，其特征在于，所述动力设备还包括传动连接件，所述传动连接件与所述动力装置(100)的电动机(130)传动连接，以将所述电动机(130)的动力输出。

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