电机起动器和用于起动电动机的方法技术

本发明专利技术涉及一种电机起动器和用于起动电动机的方法，其中，电机起动器(14)包括前沿切相单元(20)和控制单元(22)，并且其中，借助控制单元(22)，能够在前沿切相单元(20)的预先给定或者可预先给定的作用持续时间(32)结束之后，将前沿切相单元(20)去激活，并且在作用持续时间(32)结束之后运行时，将前沿切相单元(20)去激活。

【技术实现步骤摘要】
电机起动器和用于起动电动机的方法
本专利技术涉及一种电机起动器和用于起动电机的方法，即用于起动电动机的方法。
技术介绍
用于电动机的电机起动器和用于起动电动机的方法本身是已知的。关于术语“电机起动器”，必须在两种实施形式之间进行区分：一种形式的电机起动器作为所谓的软起动器而已知。另一种形式作为所谓的混合电机起动器而已知。软起动器在电动机的整个运行期间是活动的，并且在接通过程期间，借助前沿切相(Phasenanschnitt)，使供电电流和供电电压的有效值减小。在接通电机时，最大的前沿切相起作用。在电机启动时，前沿切相逐渐减小到全线路电压。在电机启动之后，前沿切相不再起作用，并且电机以额定电流运行。混合电机起动器包括两种开关技术(借助半导体、特别是晶闸管或者双向晶闸管的电子开关技术，以及通过触点的机电开关技术)的组合，并且混合电机起动器在电动机的整个运行期间是活动的，但是在不使电压减小(即不使用相位截止)的情况下，将电机连接至电网。此外，电机保护开关、电机保护继电器和星形-三角形电路本身是已知的。电机保护开关、电机保护继电器或者星形-三角形启动电路，包括或者是如下的保护电路，这些保护电路要对接通电动机时的过大的电流做出响应，并且要保证在功率消耗减小的情况下，使电动机启动。在通过电机起动器，例如具有电机保护开关的电机起动器，或者具有附加的电机保护开关的接触器，接通现代的电机，特别是能效等级为IE3或者IE4的三相异步电机时，形成非常大的接通电流(接通冲量(Einschaltrush))，其可能触发电机支路中的相应的保护功能。例如，在电机保护开关的情况下，大的接通电流可能激活电机的过载保护或者短路保护，而在断路器的情况下，大的接通电流可能触发短路保护机制。过去，这种效应很少发生。由于现代的更高效节能的电机的使用越来越多，想的到这种故障将越来越多。在接通电动机时对接通电流进行限制本身是已知的。在三相异步电机的情况下，借助所谓的软起动器，可以有效地限制接通电流。在此，借助主电路中的晶闸管，利用前沿切相，使电机端子上的有效电压减小，由此也限制接通电流和启动电流。对于功率大约为5.5kW及以上的电机，能量提供方已经要求软起动器，以针对电压骤降来保护电网，并且软起动器成功地用于此目的。对于在功率低于5.5kW的较小的电机中的使用，不要求软起动器，并且仅仅为了限制接通电流，软起动器也不经济。仅当附加地整个驱动器的软起动器很重要时，才使用软起动器。
技术实现思路
这里提出的专利技术要解决的技术问题在于，给出一种电机起动器，其紧凑并且成本低廉，并且例如也适用于在功率小于大约5.5kW的电动机中使用。另一个要解决的技术问题在于，给出一种用于运行这种电机起动器的方法。根据本专利技术，上述技术问题借助具有根据本专利技术的特征的电机起动器以及用于起动电动机的方法来解决。为此，在被确定为用于起动电动机的电机起动器中，进行如下设置：电机起动器包括前沿切相单元，特别是原则上本身已知的前沿切相单元，以及控制单元。借助控制单元，可以在经过前沿切相单元的预先给定或者可预先给定的作用持续时间之后，将前沿切相单元去激活。也就是说，控制单元被确定并且被配置为，在经过预先给定或者可预先给定的作用持续时间之后，将前沿切相单元去激活。在用于运行这种电机起动器的相应的方法中，在经过前沿切相单元的预先给定或者可预先给定的作用持续时间之后，控制单元将前沿切相单元去激活。此外，本专利技术要解决的技术问题，借助具有至少一个可以借助电动机来驱动的运输装置的系统来解决，其中，可以借助根据本专利技术的电机起动器来接通电动机，和/或借助根据本专利技术的方法来接通电动机。因为根据这里提出的方案，与在软起动器中不同，前沿切相仅在有限的时间内起作用，因此前沿切相单元，即例如其晶闸管等，也仅在有限的时间内传输电流。仅在该时间期间产生热。与在所谓的软起动器中要耗散的热相比，产生的热非常少。因此，不需要用于进行散热的散热器等。这保证了以非常紧凑的方式实施这里提出的电机起动器的可能性。此外，对于前沿切相单元，可以使用开关元件，即例如晶闸管、双向晶闸管等，在这些开关元件的电流承载能力方面，针对每个接通过程中的短的运行时间，来设计这些开关元件，并且与在那里在整个接通过程期间都活动的软起动器中需要的开关元件相比，相应地可以使用更成本低廉并且尺寸小的开关元件。这保证了以成本低廉的方式实施这里提出的电机起动器的可能性。本专利技术基于以下认识：仅能够通过相应的超尺寸设计，来保护不包含软起动器功能/装置的电机起动器或者用电设备支路(接触器与保护设备的组合)，以防止相应的保护功能的不期望的响应。在电机保护开关的情况下，这例如通过电机保护开关的相应地低的利用率来实现。短路触发值例如大约为设备额定电流的13倍，并且可以在设备额定电流的大约65％至100％的范围内，设置集成的过载保护。如果选择电机保护开关，使得电机额定电流对应于断路器的下限设置值，则电机可以以几乎19倍的电机的额定电流启动，而电机保护开关的保护功能不进行响应。如果使用如下的电机起动器，这些电机起动器由于其设计，最大仅允许8倍的电机额定电流，作为最大值，并且这些电机起动器配备有相应的保护功能，则同样需要进行超尺寸设计。通过这里提出的专利技术，不再需要进行这种超尺寸设计。可以像迄今根据产品标准一样，对电机起动器进行设计和检查。可以相对容易地实现前沿切相的仅短时间的激活。为此所需的部件，例如晶闸管或者双向晶闸管，与相应的控制器，已经存在于本身已知的软起动器中。通过这里提出的专利技术，在接通电流大的情况下使用电动机是没有问题的。这避免了设计错误(Fehlprojektierung)。与这里提出的方案对应，电机起动器更节能高效，因为仅在短时间内进行前沿切相。此外，因为在设计电机起动器时，不再必须考虑接通电流，因此设计开销更小。此外，通过实现接通电流(接通冲量)的减小，由于起动峰值力矩同样减小，因此由相应的电动机驱动的所有负载和传动机构、联轴器以及皮带传动装置都受到保护。由此，整个传动系的使用寿命延长。例如可以将前沿切相单元的作用的持续时间，预先给定为供电网的电网频率的恰好一个半波的持续时间(接通之后的电网频率的仅第一个半波的持续时间)。替换地，可以将前沿切相单元的作用的持续时间，预先给定为供电网的电网频率的恰好一个全波、两个全波、三个全波、四个全波等的的持续时间。在另一个设计方案中，可以将前沿切相单元的作用的持续时间，预先给定为供电网的电网频率的任意中间值，例如预先给定为供电网的电网频率的0.5个全波、0.6个全波、1.25个全波等的持续时间。本专利技术的有利的设计方案是从属权利要求的内容。在此，在权利要求内使用的引用关系，指示通过相应的从属权利要求的特征对所引用的权利要求的内容的进一步扩展。它们不应当理解为放弃获得对从属权利要求的特征或者特征组合的独立的具体的保护。此外，关于权利要求的解释，以及在从属权利要求中进一步具体化特征时进行的描述，应当假设在相应的在前的权利要求以及具体的电机起动器或者本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于起动电动机(12)的电机起动器(14)，所述电机起动器(14)具有前沿切相单元(20)和控制单元(22)，/n其中，借助所述控制单元(22)，能够在所述前沿切相单元(20)的预先给定或者能够预先给定的作用持续时间(32)结束之后，将所述前沿切相单元(20)去激活，/n其中，所述前沿切相单元(20)的所述作用持续时间，对应于电网频率的半波或者全波的整数倍或者有理数倍，并且/n其中，所述作用持续时间不超过电网频率的四个全波的持续时间。/n

【技术特征摘要】
20190625 EP 19182235.21.一种用于起动电动机(12)的电机起动器(14)，所述电机起动器(14)具有前沿切相单元(20)和控制单元(22)，
其中，借助所述控制单元(22)，能够在所述前沿切相单元(20)的预先给定或者能够预先给定的作用持续时间(32)结束之后，将所述前沿切相单元(20)去激活，
其中，所述前沿切相单元(20)的所述作用持续时间，对应于电网频率的半波或者全波的整数倍或者有理数倍，并且
其中，所述作用持续时间不超过电网频率的四个全波的持续时间。


2.根据权利要求1所述的电机起动器(14)，
其中，所述控制单元(22)包括计数器(24)，
其中，所述计数器(24)能够被初始化为具有初始化值(26)，所述初始化值对所述前沿切相单元(20)的所述作用持续时间(32)进行编码，并且
其中，能够借助或者基于在所述计数器(24)结束时能够生成的去激活信号(28)，将所述前沿切相单元(20)去激活。


3.根据权利要求1或2所述的电机起动器(14)，
其中，能够依据在接通电机(12)时记录的电流测量值(40)以及预先给定或者能够预先给定的参考值(42)，来改变在所述前沿切相单元(20)运行时使用的前沿切相角。


4.根据权利要求3所述的电机起动器(14)，
其中，能够确定在接通所述电机(12)时记录的电流测量值(40)的最大值，并且
其中，在最大值超过所述参考值(42)的情况下，能够增大所述前沿切相角。


5.根据权利要求4所述的电机起动器(14)，
所述电机起动器具有调节器(44)，
其中，能够借助所述调节器(44)，将根据所述电流测量值(40)确定的最大值与所述参考值(42)的差，作为调节偏差以及作为所述调节器(44)的输入信号进行处理，并且
其中，能够借助所述调节器(44)，根据所述调节偏差，来输出用于影响前沿切相角的调节参量(46)。


6.一种用于运行电机起动器(14)的方法，所述电机起动器(14)具有前沿切相单元(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：W博克，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE