CN2409709Y - 进相节能起动器 - Google Patents

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Abstract

一种进相节能起动器,包括主接触器、过流保护装置、涌流限制器、微电脑控制组合开关、残压释放装置、群电容库、过压保护器,主接触器的输出端与过流保护装置的输入端连接,过流保护装置的输出端与涌流限制器的输入端、电动机接线端并接,涌流限制器的输出端与微电脑控制组合开关的输入端连接,微电脑控制组合开关的输出端连接有群电容库。

Description

进相节能起动器
本实用新型属于一种应用于电动机的节能起动器。
目前，无论国外国内，工矿企业中，大量使用交流电动机(马达)以作动力拖动。其形式可分为鼠笼式和绕线式两种类型。现行使用的马达大多数为鼠笼式。
马达起动时，由于转子处于静止状态，滞后于定子旋转磁场50周波，相当于短路状态。因而定子起动电流很大，通常为额定电流的4-8倍(例如，一台100千瓦的马达，起动电流高达1500安培)。
大的起动电流，若起动时间稍长，则会烧毁马达及相关开关设备。为保护马达及相关设备的安全，人们千方百计抑制马达起动电流，研制各种起动器，最普通的起动器是降压起动器；也即降低输入电压，由于马达阻抗是固定的，降低输入电压自然降低起动电流。通常7.5千瓦以上的马达均采用降压起动器起动。
但降压起动存在固有的缺陷；虽然降低电源电压能抑制起动电流，但却以降低转矩为代价，且起动电流还很大，由于起动转矩不足，导致马达起动时间过长，大电流长时间通过线路，反而使马达发热更严重，常发生电器烧毁。常用的降压起动器(例如：星三角起动器和自耦降压起动器)，为安全要求降低电源电压与机械负载要求有较大的起动力矩相互矛盾，尤其是对于重载起动，常感力矩不足，使起动时间过长，马达严重发热烧毁。该类降压起动器导致马达起动转矩仅为原转矩的33％。
而绕线式电动机，定子接入全电压，转子绕组则串接电阻起动。起动时，转子绕组不再是短路状态，因而能抑制起动电流，提高转矩：但这种方式并非具有真正意义上的全压起动，而且绕线式马达起动设备操作复杂，经常发生操作错误，造成转子绕组短路而定子绕组电流激增，开关跳闸及短路环、滑环、串联电阻烧毁等故障。另一缺点是绕线式马达及其起动设备价格都很昂贵，因此非特殊重载起动场所，一般不于采用。况且，绕线式电动机力矩虽能比鼠笼式电动机大，但造价高昂，起动器价格也比降压起动器贵得多复杂得多，操作常常失当，引发事故频生。
本实用新型的目的在于提供一种进相节能起动器。
本实用新型包括主接触器、过流保护装置、涌流限制器、微电脑控制组合开关、残压释放装置、群电容库、过压保护器，主接触器的输出端与过流保护装置的输入端连接，过流保护装置的输出端与涌流限制器的输入端、电动机接线端并接，涌流限制器的输出端与微电脑控制组合开关的输入端连接，微电脑控制组合开关的输出端连接有群电容库，过压保护装置、残压继电装置分别并接到微电脑控制组合开关的输出端以及群电容库的接线端。
本实用新型具有下列特点：
(1)全压起动，力矩倍增而电流大幅下降。由于全压起动及电动机力率徒增，马达力矩猛增，加速起动，起动时间极短，与通常起动器相比，起动电流在减压起动器降电流基础上还要下降50％以上。
(2)在起动和运行中大幅节能
通常的马达起动器，只有起动功能，起动完毕后，就只有发热耗能了，并且年年折旧，最终报废，不能收回成本。而本实用新型起动器不但在起动时，削去占总电流80％的感性无功电流，达到大幅节能目的，而且在起动后正常运行时也能大幅度节能，电源利用率提高30％，电损减少，节省无功电费，经济效益是普通起动器望尘莫及的。
本起动器造价成本低廉，基于其可观的经济效益，通常两个月可收回成本。
(3)可替代绕线式交流电动机
本进相节能起动器与鼠笼式电动机配伍，大大发挥鼠笼电动机优势，不但能全压起动，大幅抑制电流，转矩倍增；而且造价低廉，操作简便安全。故能在重载起动场所替代绕线式交流电动机。
(4)起动及运行时电压平稳，马达转矩均衡
通常的降压起动器，起动电流仍很大，引起线路电压大幅下降，尤其是远距离电源的大功率马达起动更加严重。在矿山、石场经常见到电压降80伏的情形，在没有降压起动时，起动电流更是额定电流的4-8倍。
据电工原理：电动机的电磁转矩与定子相电压平方成正比。当电压从380伏降至300伏时，转矩则降至原有转矩的60％，马达出力大大减少，对负载较重的马达被迫停车或烧毁。
本节能起动器，由于同步适时提供恰当的容性无功超前电流，使滞后感性电流进相，总电流大幅下降，压降骤降、电压波动很小，因而马达转矩均衡，并接近全电磁转矩起动。
(5)大量吸收电网中的高次谐波
在大电网中，由于各种电磁感应，发电装置及可控硅、二极管整流装置等产生危害大电网的非正弦波电压，使基波波形发生畸变。与其它起动器不同，本节能器采用了电力移相电容器提供容性超前无功电流，使滞后电流进相，不存在引起产生高次谐波的条件，故对电网电压不会产生危害，而且由于电容的固有特性，可吸收电网中产生的高次谐波。
(6)对起动器本身及整个电网均有节能作用
与其它节能起动器相比，本节能起动器节能的幅度及广度都较大。不但起动器本身节电，而且由于削去电路中的感性无功循环电流，使用电户内电网及高压外电网均能节电；并能充分发挥变压器及外线路的电源设备能力。
附图1为本实用新型电原理框图：
附图2为本实用新型电原理图：
附图3为本实用新型各电流相位向量图。
本实用新型包括主接触器CJ、过流保护装置GZJ、涌流限制器DG、微电脑控制组合开关LQW-J4、残压释放装置(FDV，FDJ)、群电容库CC、过压保护器GDV，主接触器CJ的输出端与过流保护装置GLJ的输入端连接，过流保护装置GLJ的输出端与涌流限制器DG的输入端、电动机D接线端(O，P，Q)并接，涌流限制器DG的输出端与微电脑控制组合开关LQW-J4的输入端连接，微电脑控制组合开关LQW-J4的输出端连接有群电容库CC，过压保护装置GDV、残压释放装置(FDV，FDJ)中的残压继电器FDJ分别并接到微电脑控制组合开关LQW-J4的输入端以及群电容库CC的接线端，残压释放装置(FDV，FDJ)由残压继电器FDJ、残压释放器FDV串接而成。
主接触CJ由主线圈1、按钮(2，3)、常开触头4构成，型号可选通用的CJ-400型，过流保护装置GLJ选用过流继电器构成，型号可为通用的GLJ-400型，涌流限制器DG选用电抗器构成，型号可选通用的DG-0.4，微电脑控制组合开关LQW-J4由微电脑JKG控制器和分合组合开关构成，型号可选通用的LQW-J4型，残压释放器FDV由电阻构成，可选用通用的FDV-2K型，群电容库CC选用电容构成，过压保护装置GDV选用通用的GDV-230型，残压继电器FDJ由继电器构成，选用通用的FDJ-10A型。
主接触器CJ的输入端与三相电源连接其输出端与过流保护装置GLJ的主触头、常闭端连接，过流保护装置GLJ的输出端与涌流限制器DG的输入端及电动机的接线端(O，P，Q)并接，涌流限制器DG的输出端(M，N)与微电脑控制组合开关LQW-J4的输入端连接，微电脑控制组合开关的输出端与残压继电器FDJ、过压保护器GDV、群电容库CC并接，残压继电器FDJ再串接残压释放器FDV。
工作过程如下：按起动器按钮2，主接触器CJ吸合，接通交流三相电源，线路总电流经过流继电器GLJ，实施过电流保护。然后总电流IO分成两支路电流IC及IM：
(1)支路电流I经电抗器DC，对瞬间突入群电容库CC的涌流加以限制并经微电脑控制的组合开关LQW-J4特殊开关，使群电容全部瞬间与起动马达同步投入工作。于是，此支路为马达提供设定的最大超前电压90°相角的容性无功电流。起动完毕后，这一支路超前电流IC则由微电脑控制，根据电动机对容性无功电流的实际需要，通过信号互感器LQ取得信息，经微电脑JKG控制器综合计算，处理发出指令，分合组合开关的各分开关Ki，投切群电容库CC中的电容器组，同步适时对马达提供容性无功电流。
(2)另一支路电流是马达三相运行电流IM，这支路电流包括马达的有功电流IMP及感性无功电流IM。
两支路电流在LQW进相节能起动器中汇合。由于容性无功电流的超前电压90°相角，使滞后的马达总电流IM进相，合成的线路总电流IO大幅下降。同时，定予绕组实施全压起动，转予以全电磁转矩起动，相当于星三角起动器及自耦降压起动器起动力矩的三倍。于是马达以最大速度加速起动，起动时间极短。在起动器中，各电流的相位见电流相位向量图。图中可见，由于容性无功电流IC超前电压90°相角，使马达总电流IM过相，迫使线路总电流IO(合成电流)大降，力矩MO增加两倍。
为了设备及人身安全，设置残压继电器FDJ及残压释放器FDV，当停电时，残存于电容器库CC中电容C上的电压，通过这些装置除去。
设置过电压保护器GDV，用以削去高于230伏的相电压。

Claims (4)

1、一种进相节能起动器，包括主接触器、过流保护装置、涌流限制器、微电脑控制组合开关、残压释放装置、群电容库、过压保护器，其特征在于主接触器的输出端与过流保护装置的输入端连接，过流保护装置的输出端与涌流限制器的输入端、电动机接线端并接，涌流限制器的输出端与微电脑控制组合开关的输入端连接，微电脑控制组合开关的输出端连接有群电容库。
2、根据权利要求1所述的进相节能起动器，其特征在于残压释放装置中的残压继电器分别并接于微电脑控制组合开关的输出端以及群电容库的接线端。
3、根据权利要求1所述的进相节能起动器，其特征在于残压保护装置，由残压继电器、残压释放器串接而成。
4、根据权利要求1所述的进相节能起动器，其特征在于主接触器CJ的输入端与三相电源连接，其输出端与涌流保护装置GLJ的主触头、常闭端连接，过流保护装置GLJ的输出端与涌流限制器DG的输入端及电动机的接线端(O，P，Q)并接，涌流限制器DG的输出端(M，N)与微电脑控制组合开关LQW-J4的输入端连接，微电脑控制组合开关的输出端与残压继电器FDJ、过压保护器GDV、群电容库CC并接，残压继电器FDJ再串接残压释放器FDV。
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