CN2456366Y - 三相鼠笼电动机重载软起动控制器 - Google Patents

Abstract

一种三相鼠笼电动机重载软起动控制器,包括用于和三相交流电源相联的输入端、和三相鼠笼电动机相联的输出端,在该输入端和输出端之间串接有一由铁芯和绕于其上的四个独立线圈构成的可由直流电控制的磁控器,其中所述的三个线圈接在所述输入端和输出端之间,另一线圈接在一由一控制器控制输出的直流电源的输出端上。本实用新型可根据鼠笼电动机的负载情况(尤其是重载情况)设定起动参数,从而使其既能避免大电流的冲击、实现安然起动,还可作为调速器使用。

Description

三相鼠笼电动机重载软起动控制器

本实用新型涉及到交流电动机的控制领域，特别是一种三相鼠笼电动机重载软起动控制器。

三相鼠笼电动机经济、耐用在工业中有着广泛的应用，特别是用在矿山、冶金、港口等对调速要求不高，甚至不要求调速的生产设备中，如带式输送机、刮板输送机、水泵、风机等，其功率普遍比较大，约在40-400KW，并且许多电压较高，约660V-1140V。这些电动机现有技术中一般采用的都是直接起动或降压起动。前者会造成电网压降大，甚至影响同一电网上的其它电器的工作；后者只能在电动机空载时起动，起动力矩小，不能带载起动；据说还有一种可控硅控制的起动器，该起动器只能适用于空载或轻载起动，也会对电网造成谐波污染，因为其输出的供电动机工作的电流为非正弦波，供电质量不好；此外，还在还有一种变频起动器，其向电动机提供的电流是近似的正弦波，对供电电网也有污染只不过程度小点而已，而且造价十分昂贵，用户难以接受，这种起动器目前主要用在交流220V或380V电动机上，供电电压在660V-1140V供电范围内能够重载起动的软起动控制器目前尚未见报道。

据说国内也曾有单位研制过一些软起动控制器，但其只是在电动机空载或轻载下软起动，而当用在矿用刮板机设备上甚至空载都起动不了。

本实用新型的目的在于提供一种能够使三相鼠笼电动机即使在重载情况下也能安然起动的软起动控制器。

技术方案如下：一种三相鼠笼电动机重载软起动控制器，包括三个用于和三相交流电源相接的三个输入端以及用于和三相鼠笼电动机的三个电源输入端对应相联的三个电源输出端，其特征在于在所述输入端和输出端之间串接有一可由直流电控制交流电输出的磁控器，磁控器上有一直流电压控制端其与一可控电压输出的直流电源的直流电压输出端相联，该直流电源上设有可对该直流电源的输出电压进行控制的控制信号输入端，该输入端与一可按预定程序输出控制信号的控制器的控制信号输出端相联。

所述磁控器包括一铁芯，在其上绕有四个独立的线圈，其中有三个线圈的各自一对端头分别与所述的输入端和输出端对应相接；其余一个线圈的一端与所述直流电源的地相联，另一端与所述直流电压控制端相联。

所述直流电源为一由可控硅构成的桥式整流电源。

所述控制器为一可根据电动机的起动特性对直流电源的输出电压按时序分段进行降压恒值和线性升压及全压控制的控制器。

本实用新型由于采用了上述方案，在三相交流电源和鼠笼电动机的绕组间串入了通过直流控制电压可对所述电动机的三相交流供电电压按照该电动机的起动特性进行控制的磁控器，从而可以以尽可能高的电压起动电机并且可以避免起动过程中的电流峰值(可使之限制在4倍额定电流之下)对电网和设备的冲击；在电动机起动避过电流峰值后，则可通过控制磁控器迅速提高所述电动机的供电电压，从而增大其起动转矩达到顺利起动的目的。

以下结合附图1至4对本实用新型作进一步描述。

图1为本实用新型的基本电路框图。

图2为本实用新型电源输出端上输出的电压曲线示意图。

图3为本实用新型一个实施例的电路原理图。

图4为本实用新型的另一个实施例的电路框图。

图1中三相鼠笼电动机重载软起动控制器的三个输入端A、B、C与三相交流电源的三个相线对应相接；其三个输出端A’、B’、C’用于和三相鼠笼电动机的三个接线端对应相接；在所述三个输入端A、B、C及三个输出端A’、B’、C’之间串联有一可由直流电压控制三个输出端A’、B’、C’上的交流电压输出的磁控器1。磁控器1由一CD型铁芯7和绕于其上的四个独立的(相互绝缘的)线圈71、72、73、74构成，其中三个线圈71、72、73分别对应接于所述输入端A、B、C和输出端A’、B’、C’之间；线圈74为磁控器1的直流控制线圈，其一端即为所述直流电压控制端2，与所述直流电源4的直流电压输出端3相联，其另一端则与直流电源4的地相接，构成回路。直流电源4为由单、双向晶闸管或其与半导体二极管组合构成的电压可控制输出的全桥整流直流电源。直流电源4上的信号输入端5与所述控制器6的控制信号输出端61相联。控制器6可由计算机或其它程序控制器构成，其能根据三相鼠笼电动机的起动工作特性按照时间顺序对三相鼠笼电动机分段进行降压恒值11、线性升压12、及全压13控制。如图2所示，当所述电动机刚起动时在t1时间内给其施加一个低于额定电压Ue的起始电压(即恒值11)，而当起动电流达到或超过预定的起动电流时，则进一步突降电压使电动机的峰值电流迅速下降不至超过预定的范围，从而可防止峰值电流对电网的冲击；当避过该起动峰值电流后，则可迅速按照预定的上升速度(斜率)提高供电压(见线性升压12)，在保持电动机重载起动扭矩的前提下，经过一段时间t2即可使所述电动机进入全压13稳定工作。有必要说明的是在电机稳定工作后本实用新型还作为调速控制器使用。本实用新型的各控制器单元可以由各种各样的电路构成，不应局限于一两个具体的实施例。

图3中，在磁控器1的三个输入端A、B、C和输出端A’、B’、C’之间按照对应关系并联有一三相自动开关KM；所述直流电源4为由二个单相晶闸管SCR1、SCR2及两个整流二极管ZD1、ZD2以及主要由二极管D1、D2、D3、D4、脉冲变压器PB1、PB2、三极管T1、T2构成的脉冲触发电路组成的单相全桥整流电路，其交流电压由变压器BT的副边经单相自动开关ZJ提供。

所述控制器6由MA9806/MA9805程控模块构成，其信号输出端61输出两组脉冲信号用于对所述三极管T1、T2的控制，从而实现对直流电源4的控制；该模块上设有8个信号输入端，其分别与电位器W1-W7以及并联在输入端A、B、C和输出端A’、B’、C’之间的三相自动开关KM的一组常闭触点KM2相联，用来对图2所示输出电压的曲线的电压幅值、延时时间、电压上升速度(斜率)、起动时间的设定；此外还有一控制输出端经二极管D5与三极管T3的基极相连，用于对联接在其集电极和电源上的继电器J的控制；继电器J的一组常开触点J1用来对所述三相自动开关KM的控制线圈KM1的控制，该三相自动开关KM的一组副常开触点KM3并联在触点J1的两端，起到对三相自动开关的上电自保作用；三相自动开关KM的另一组常闭副触点KM4则与所述单相自动开关ZJ的控制线圈ZJ1相连，使之能在电动机启动完毕后让直流电源4停止工作。

本实用新型的控制过程是这样的：

1)按照三相鼠笼电动机重载起动的要求，通过电位器W1-W7可以设定起动电压的幅度(恒值11)、时间t1、上升速度(斜度)和上升时间t2、以及线性升压12和起动全过程的时间。

2)参数设定完毕后即可启动电动机。初始时继电器J不吸合，三相自动开关KM的控制线圈KM1由于继电器J的常开触点J1是断开的，则不吸合，与此同时，由于三相自动开关KM的一组常闭触点KM4处于闭合状态，则经其联接到控制电源上的单相自动开关ZJ的控制线圈ZJ1得电吸合，从而使得由单相晶闸管SCR1、SCR2、整流二极管ZD1、ZD2及主要由三极管T1、T2、脉冲变压器PB1、PB2和二极管D1、D2、D3、D4构成的可控硅触发电路共同组成的直流电源4按预定的控制程序工作，在磁控器1的直流线圈74两端上施加以预定的直流电压，进而在三相鼠笼电动机M上得到可满足要求的三相交流电压，而实现重载起动。

当三相电动机在预定时间内起动完毕后，继电器J吸合，从而控制三相自动开关KM吸合，由此将磁控器1旁路；与此同时三相自动开关KM的一组常开触点KM3一方面使三相自动开关KM自保而维持吸合状态，另一方面其常闭触点KM4断开则使单相自动开关ZJ的线圈ZJ1失电释放，从而控制磁控器1和直流电源4停止工作以延长整流元件的寿命。本实施例主要是用于矿井下需要防爆的场合，因为在这种场合整流元件处于密封状态不易散热，长期工作会影响其寿命。

图4为本实用新型的另一个实施例。这是一个既可按预定程序对三相鼠笼电动机的起动进行控制，又能对其进行调速控制的实施例，其特别之处在于在所述输出端A’、B’、C’和所述控制器6之间还联接有一可将三相鼠笼电动机的电流/电压信号反馈给所述控制器6的电流/电压检测装置8，该装置实际上由常用的电流、电压互感器组成；另外，在三相鼠笼电动机上还安装有一速度传感器9，其信号输出端与所述控制器的6一个输入端相联。所述控制器6是一个计算机系统，其可根据预定的起动参数(包括速度)对三相鼠笼电动机进行闭环控制。

Claims (6)

1．一种三相鼠笼电动机重载软起动控制器，包括三个用于和三相交流电源相接的三个输入端(A、B、C)，以及用于和三相鼠笼电动机的三个电源输入端对应相联的三个电源输出端(A’、B’、C’)，其特征在于在所述输入端(A、B、C)和输出端(A’、B’、C’)之间串接有一可由直流电控制交流电输出的磁控器(1)，磁控器(1)上有一直流电压控制端(2)其与一可控电压输出的直流电源(4)的直流电压输出端(3)相联，该直流电源(4)上设有可对该直流电源的输出电压进行控制的控制信号输入端(5)，该输入端(5)与一可按预定程序输出控制信号的控制器(6)的控制信号输出端(61)相联。

2．根据权利要求1所述的三相鼠笼电动机重载软起动控制器，其特征在于所述磁控器(1)包括一铁芯(7)，在其上绕有四个独立的线圈(71,72,73、74)，其中有三个线圈(71,72,73)的各自一对端头分别与所述的输入端(A,B,C)和输出端(A’,B’,C’)对应相接；其余一个线圈(74)的一端与所述直流电源(4)的地相联，另一端与所述直流电压控制端(2)相联。

3．根据权利要求1所述的三相鼠笼电动机重载软起动控制器，其特征在于所述直流电源(4)为一由可控硅构成的桥式整流电源。

4．根据权利要求1所述的三相鼠笼电动机重载软起动控制器，其特征在于所述控制器(6)为一可根据电动机的起动特性对直流电源(4)的输出电压按时序分段进行降压恒值(11)和线性升压(12)及全压(13)控制的控制器。

5．根据权利要求1至4所述的任一种三相鼠笼电动机重载软起动控制器，其特征在于在所述输入端(A、B、C)和输出端(A、B、C)之间还并联接联有一受所述控制器(6)所带的一个延时信号输出端(62)控制的在电动机启动完毕后吸合的三相自动开关(KM)；所述直流电源(4)的交流电源输入端(41,42)经另一可在电动机启动完毕后与所述三相交流自动开关同步断开的单相自动开关(ZJ)与交流电源相接。

6．根据权利要求1至4所述的三相鼠笼电动机重载软起动控制器，其特征在于在所述输出端(A’、B’、C’)和所述控制器(6)之间还联接有一可将所述电动机的电流/电压信号反馈给所述控制器(6)的电流/电压检测装置(8)，在所述电动机上接有一速度传感器(9)，其输出信号与所述控制器(6)相连，构成一闭环控制系统。

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