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一种异步电机节能软启动装置制造方法及图纸

技术编号:18083651 阅读:31 留言:0更新日期:2018-05-31 12:14
本实用新型专利技术涉及异步电机节能软启动装置,包括涌流抑制元件、至少一个电解电容器、至少一个延时开断元件,涌流抑制元件、电解电容器以及延时开断元件互相串联,再与所控制的异步电机电源输入端并联,延时开断元件的延时时间为0.1‑5秒,电解电容器的耐压高于所控制的异步电机额定电压,电解电容器的容量满足额定电压下无功功率输出为被控制异步电机额定电压下堵转无功功率消耗量的40%‑130%,本装置同时做到了既抑制启动电流又不降低启动转矩,且具备成本低廉、故障率低、可与电机一体化等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种异步电机节能软启动装置
本技术涉及一种电机节能控制设备,特别涉及一种异步电机节能软启动装置。
技术介绍
异步电机拖动的生产设备在工业领域大量应用,对于容量较大的异步电机负载,常常采用软启动器实现电机的软启动,然而软启动器存在一个难以弥补的缺点,就是启动转矩小、启动速度慢,软启动器的本质就是降压启动,减小启动电流的同时也使电机启动转矩以平方倍速率大幅降低,造成启动缓慢,对于重要的生产设备,尤其是一些恒转矩负载,以及突发状况需要瞬时启动的负载,如电厂换流站的循环泵等,现有软启动器过慢的启动速度常常造成严重的生产事故。为此,研发一种能够全转矩快速启动、对于现有异步电机启动技术的提升将带来十分重要的意义。
技术实现思路
鉴于上述问题,本技术提供了一种异步电机节能软启动装置,本技术异步电机节能软启动装置解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种异步电机节能软启动装置,其特征在于,所述装置包括:涌流抑制元件、至少一个电解电容器、至少一个延时开断元件,所述涌流抑制元件、电解电容器以及延时开断元件互相串联,再与所控制的异步电机电源输入端并联,所述涌流抑制元件包括电抗器或PCT热敏电阻。上述的异步电机节能软启动装置,其特征在于,所述异步电机为三相电机,所述电解电容器依次与涌流抑制元件以及延时开断元件分相串联后再与所控制的异步电机电源输入端并联。上述的异步电机节能软启动装置,其特征在于,所述电解电容器由均由两个容量相同直流电解电容的同极性串联组成。上述的异步电机节能软启动装置,其特征在于,所述每个直流电解电容的两端并联有电压钳位二极管。上述的异步电机节能软启动装置,其特征在于,所述延时开断元件包括继电器或接触器。上述的异步电机节能软启动装置,其特征在于,所述延时开断元件与涌流抑制元件由PTC热敏电阻一体化构成。上述的异步电机节能软启动装置,其特征在于,所述电解电容器与延时开断元件设有至少两组。上述的异步电机节能软启动装置,其特征在于,还包括一个薄膜电容器,所述薄膜电容器与所控制的异步电机电源输入端并联。上述的异步电机节能软启动装置,其特征在于,还包括一个过电压保护器,所述过电压保护器与所控制的异步电机电源输入端并联。本技术的有益效果在于:1)同时做到既抑制启动电流又不降低启动转矩。现有的几种软启动技术几乎所有软启动方案均以牺牲电机启动转矩为代价,造成负载启动缓慢、甚至启动困难,很多换流站发电厂等重要辅机设备,经常遇到主机故障切换至备机的情况,然而现有软启动器启动缓慢,常常导致上述重要设备应启动缓慢而导致的严重事故。为克服这一问题,有时必须使用变频器或绕线转子异步电机,这令设备成本成倍提高,本技术利用电容器可控补偿原理并联补偿电机启动瞬间的感性无功电流,起到抑制电机电流的同时,由于电机机端电压不变,电机就能以100%全额转矩启动,实现了抑制启动电流与维持启动转矩的兼顾。2)能有效克服电网电压波动。现有技术在启动电机时,虽然大幅降低了电机启动电流,但由于均采用晶闸管斩波调压或自耦变压器调压,这些设备本身为电感性,因此功率因数仍旧很低,虽然启动电流不大,但造成的电网电压瞬间波动常常很明显,有时还是会造成其他敏感电气设备的故障停运,本技术采用大容量电容器对电网电压进行补偿,因此电机启动时的功率因数很高,甚至可以偏向容性,这能够非常有效地补偿电网电压波动,即使启动电流仍旧比额定电流大数倍,电机启动瞬间的电压波动也可降低到5%以下,有效防止电压波动造成的潜在隐患。3)无谐波干扰。现有软启动器大部分采用晶闸管斩波调压,谐波含量大,谐波已经成为电力系统的一大公害,而本技术主要依靠线性电容器补偿来抑制启动电流,因此几乎没有谐波干扰,这是现有软启动器或变频器所难以企及的。4)成本低廉,故障率低。本技术无有源半导体器件,其他均是不可控无源器件,因此可靠性高,不易故障,且成本低廉,本技术的成本仅15-20元/千瓦,只有现有技术软启动器的三分之一左右。5)不降低系统可靠性。本技术在电路结构上与被控制住的电机并联,并有独立的空气开关控制,一旦本技术故障或需要退出运行,直接断开自身空气开关即可,不会引起被控电机的正常运行,现有技术软启动器均与被控设备串联,一旦故障直接导致被控电机的停运,可见本技术绝不会降低系统可靠性,这是现有技术所完全不具备的性能。6)可与电机一体化,设计出低启动电流高转矩、又无需外部启动装置的异步电机,容量稍大的异步电机,均需要配置外部启动设备,这令异步电机可靠性高、成本低的优点打了折扣,本技术由于元器件均采用坚固廉价的无源器件、控制简单,且由于电解电容极大的容量密度,体积小巧、耐震,因此可方便地与电机一体化,甚至直接设置在电机接线盒内部,从而免去现有技术必不可少的外部启动设备。7)可进一步提升电机效率,挖掘更多节能潜力。异步电机的启动转矩、启动电流与转子电阻密切相关,现有电机必须考虑降压启动下的启动转矩极限,因此转子电阻不能很小,这显然导致电机运行转差率增加、效率降低,采用本技术后,电机可以全压直接启动,因此设计时可适当降低启动转矩、减小转子电阻,由于转子损耗约占电机总损耗的30%以上,这就可使电机效率显著提升、能耗大幅下降。8)可与电机机端无功补偿一体化,进一步节能;本技术的本质是电机启动无功补偿器,其外部接线结构与现有技术机端无功补偿器类似,因此可以方便地将电机稳态运行的无功补偿元件一体化设计,可进一步降低电机线损。附图说明参考所附附图,以更加充分的描述本技术的实施例。然而,所附附图仅用于说明和阐述,并不构成对本技术范围的限制。图1是本技术装置第一个实施例电路结构示意图;图2是本技术装置第二个实施例电路结构示意图;图3是本技术装置第三个实施例电路结构示意图;图4是本技术装置第四个实施例电路结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步说明,但不作为本技术的限定。参看附图1,本实施例的技术方案包括涌流抑制元件1、三个电解电容器2、一组延时开断元件3,所述涌流抑制元件1、电解电容器2以及延时开断元件3互相串联,再与所控制的异步电机电源输入端并联,所述延时开断元件3由时间继电器K构成,延时时间为0.1-5秒,电解电容器2的耐压高于所控制的异步电机额定电压,其容量满足额定电压下无功功率输出为被控制异步电机额定电压下堵转无功功率消耗量的40%-130%,所述涌流抑制元件1由PCT热敏电阻或电抗器构成。其中,所控制的异步电机为三相电机,电解电容器2依次与涌流抑制元件1以及延时开断元件3分相串联后再与所控制的异步电机电源输入端并联。本技术与被控制的电机为新颖的并联关系,当电机合闸启动瞬间,本实施例的延时开断元件3还未断开,三相电解电容器2与涌流抑制元件1串联接入三相交流电源,由于电解电容器极大的容量密度,就可瞬时提供很大的无功电流,来补偿电机启动是消耗的无功电流,起到减小电机启动电流的作用,涌流抑制元件1由热敏电阻构成,利用其较大的阻值来抑制电容器的合闸涌流,最好可以用NTC热敏电阻,使合闸初期涌流能更好地被衰减。当一段时间约0.1-5秒以后,当电机启动接近尾声,组成延时开断元件3的时间继电器延时动作,其常闭接本文档来自技高网...
一种异步电机节能软启动装置

【技术保护点】
一种异步电机节能软启动装置,其特征在于,所述装置包括:涌流抑制元件[1]、至少一个电解电容器[2]、至少一个延时开断元件[3],所述涌流抑制元件[1]、电解电容器[2]以及延时开断元件[3]互相串联,再与所控制的异步电机电源输入端并联,所述涌流抑制元件[1]包括电抗器或PCT热敏电阻。

【技术特征摘要】
1.一种异步电机节能软启动装置,其特征在于,所述装置包括:涌流抑制元件[1]、至少一个电解电容器[2]、至少一个延时开断元件[3],所述涌流抑制元件[1]、电解电容器[2]以及延时开断元件[3]互相串联,再与所控制的异步电机电源输入端并联,所述涌流抑制元件[1]包括电抗器或PCT热敏电阻。2.根据权利要求1所述的异步电机节能软启动装置,其特征在于,所述异步电机为三相电机,所述电解电容器[2]依次与涌流抑制元件[1]以及延时开断元件[3]分相串联后再与所控制的异步电机电源输入端并联。3.根据权利要求1所述的异步电机节能软启动装置,其特征在于,所述电解电容器[2]由均由两个容量相同直流电解电容的同极性串联组成。4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员:周徐达肖鸿杰
申请(专利权)人:周徐达肖鸿杰
类型:新型
国别省市:上海,31

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