本实用新型专利技术涉及电机工频起动技术领域，公开了一种用于降低电机工频起动电流倍数的电控装置，包括自耦变压器降压单元、无功补偿投切单元、起动旁路转换单元以及综合控制系统，所述起动旁路转换单元的输入端连接至电源柜，输出端连接至电机，所述自耦变压器降压单元的一端与所述起动旁路转换单元连接，另一端与所述无功补偿投切单元连接，所述自耦变压器降压单元、所述无功补偿投切单元以及所述起动旁路转换单元均与所述综合控制系统连接。本实用新型专利技术提供的降低电机工频起动电流倍数的电控置，通过自耦变压器降压单元、无功补偿投切单元以及起动旁路转换单元三种单元的配合使用，可以实现极限降低电机工频起动方式下的起动电流倍数。倍数。倍数。
【技术实现步骤摘要】
一种用于降低电机工频起动电流倍数的电控装置
[0001]本技术涉及电机工频起动
，特别涉及一种用于降低电机工频起动电流倍数的电控装置。
技术介绍
[0002]电机要转动就必须提供足够的动能，以克服电机起动过程中所受到的阻力。在初始阶段，电机的转速几近于零，施加在电机端的电能如不能有效的转化出推动电机转动的机械能的有功分量，则电机等同于处在堵转状态，其等效电路同电阻模式，一旦通电时间过长，势必造成电机的绝缘损坏甚至烧毁的现象。
[0003]早期的电机软起动受限于技术和成本限制，多采用水阻和电抗方式。随着半导体技术的应用成熟和配套产业链的完善，以晶闸管为核心的高压固态软起的成本得到有效的控制，并以其能够有效的限制起动电流的幅值等特性而逐渐得到市场的认可。
[0004]不管是水阻和电抗，抑或是当前市场大量推广的高压固态软起，其起动原理的本质是在电机定子侧能源供给线路中串联一定的阻值，起到限制电机起动电流幅值和分担电机定子端电压的作用，所串联的等效电阻在起动的过程中会消耗掉电源侧所供给的实际输出能量，使得传输到电机端的实际电能只为电源输出的一部分，未能完全的将电源端的输出容量施加在电机端。
[0005]自耦变压器作为一种传统同时兼具特殊结构的变压器在电机起动方案中已有多年的应用。因其成本较具有共同点的电抗器不具有明显优势，其起动特性也未能引起足够的重视，一直未能占有较大的市场率，其所具有的起动优势也未能被充分应用。不同于水阻、电抗、固态的限制电流幅值并消耗电源侧供给能量的起动方式，自耦变压器在起动的过程中扮演着能量传递的角色，除去自耦变压器自身的电磁转换和传递效率损耗，其能够将电源侧供给的绝大部分能量都传输到电机端，从而使得电机端的实际获得电能要远高于其他软起动方式。自耦变压器电源侧电流与变压比的平方成正比，起动转矩与变压比成正比，在同一规格电机参数负载以及电源端输出能量固定的条件下，电机实际获得的初始能量较常规软起动方式更大，逆向推导电机端同等起动转矩的情况下采用自耦降压的方式起动电流更小，对电网的冲击影响更弱。
技术实现思路
[0006]本技术的目的旨在装提供一种降低电机工频起动电流倍数的电控置，通过自耦变压器降压单元、无功补偿投切单元以及起动旁路转换单元三种单元的配合使用，可以实现极限降低电机工频起动方式下的起动电流倍数。
[0007]本技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种用于降低电机工频起动电流倍数的电控装置，包括自耦变压器降压单元、无功补偿投切单元、起动旁路转换单元以及综合控制系统，所述起动旁路转换单元的输入端连接至电源柜，输出端连接至电机，所述自耦变压器降压单元的一端与所述起动旁路转换单元连接，另一端与所述无功
补偿投切单元连接，所述自耦变压器降压单元、所述无功补偿投切单元以及所述起动旁路转换单元均与所述综合控制系统连接；
[0008]所述自耦变压器降压单元，用于传递电机起动过程中所需要的能量，并通过降压的方式限制起动过程中的电流冲击幅值；
[0009]所述无功补偿投切单元，用于提供电机起动阶段建立磁场和克服电机静态力矩所需要的大量无功容量；
[0010]所述起动旁路转换单元，用于在电机起动初始阶段控制所述自耦变压器降压单元投入工作以实现电机降压起动，还用于在电机转速达到预设转速值或者电机起动电流幅值下降到预设电流幅值时，控制所述自耦变压器降压单元停止工作，将电机由降压回路切换至额定电压下运转，实现电机的全速运转；
[0011]所述综合控制系统，用于控制所述自耦变压器降压单元和所述起动旁路转换单元执行动作，以及控制所述无功补偿投切单元投入或切除。
[0012]进一步地，所述起动旁路转换单元包括一次侧旁路开关和二次侧切换开关，所述自耦变压器降压单元与所述二次侧切换开关串联后并联在所述一次侧旁路开关的两端，所述自耦变压器降压单元的一次侧与所述起动旁路转换单元的输入端连接，所述自耦变压器降压单元的二次侧与所述二次侧切换开关的一端连接，所述二次侧切换开关的另一端连接至所述起动旁路转换单元的输出端，所述一次侧旁路开关和所述二次侧切换开关均与所述综合控制系统连接。
[0013]进一步地，所述自耦变压器降压单元包括自耦变压器、二次侧电流互感器、伺服驱动系统、星点短接开关以及一次侧投入开关，所述二次侧电流互感器连接在所述自耦变压器的二次侧，用于检测电机降压起动过程中所述自耦变压器二次侧的电流变化，所述伺服驱动系统与所述自耦变压器的铁芯连接，用于拖动所述铁芯运动以调节所述自耦变压器二次侧的抽头电压比，所述星点短接开关与所述自耦变压器的星点连接，所述一次侧投入开关连接在所述自耦变压器的一次侧，所述伺服驱动系统、所述星点短接开关以及所述一次侧投入开关均与所述综合控制系统连接。
[0014]进一步地，所述自耦变压器降压单元还包括星点侧保护避雷器和二次侧保护避雷器，所述星点侧保护避雷器的一端与所述自耦变压器的星点连接，所述星点侧保护避雷器的另一端接地，所述二次侧保护避雷器的一端与所述自耦变压器的二次侧连接，所述二次侧保护避雷器的另一端接地。
[0015]进一步地，所述无功补偿投切单元包括二次侧电压互感器、无功侧电流互感器以及若干个补偿支路，所述二次侧电压互感器连接在所述自耦变压器的二次侧，用于检测电机降压起动过程中所述自耦变压器二次侧的电压变化，所述无功侧电流互感器与若干个所述补偿支路串联在所述自耦变压器的二次侧，若干个所述补偿支路并联连接，所述无功侧电流互感器用于检测所述自耦变压器无功侧的电流变化。
[0016]进一步地，所述补偿支路包括投切开关、保护熔断器、保护避雷器、无功电容以及无功放电单元，所述投切开关的一端与所述无功侧电流互感器连接，另一端分别与所述保护熔断器、所述保护避雷器以及所述无功放电单元连接，所述保护避雷器远离所述无功侧电流互感器的一端接地，所述保护熔断器与所述无功电容串联后并联在所述无功放电单元的两端，所述无功放电单元用于在所述补偿支路切除后实现所述无功电容的放电以备下次
投入使用。
[0017]进一步地，所述无功补偿投切单元还包括无功检测控制器，所述无功检测控制器与所述综合控制系统连接，所述无功检测控制器分别与若干个所述投切开关连接，用于控制所述投切开关闭合或断开，所述无功检测控制器分别与所述二次侧电流互感器、所述二次侧电压互感器以及所述无功侧电流互感器连接，用于获取电机起动过程中的电量信号并计算出电机起动过程所需的无功需求量。
[0018]进一步地，还包括人机显示界面，所述人机显示界面与所述无功检测控制器连接，用于显示电机起动过程中的电流数据、电压数据以及无功需求量。
[0019]本技术的有益效果是：
[0020]1、本技术提供的用于降低电机工频起动电流倍数的电控装置，通过自耦变压器降压单元、无功补偿投切单元以及起动旁路转换单元三种单元的配合使用，可以实现极限降低电机工频起动方式下的起动电流峰值，采用自耦变压器这种工频模式下最优能量传递本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于降低电机工频起动电流倍数的电控装置，其特征在于：包括自耦变压器降压单元(1)、无功补偿投切单元(2)、起动旁路转换单元(3)以及综合控制系统(4)，所述起动旁路转换单元(3)的输入端连接至电源柜，输出端连接至电机，所述自耦变压器降压单元(1)的一端与所述起动旁路转换单元(3)连接，另一端与所述无功补偿投切单元(2)连接，所述自耦变压器降压单元(1)、所述无功补偿投切单元(2)以及所述起动旁路转换单元(3)均与所述综合控制系统(4)连接；所述自耦变压器降压单元(1)，用于传递电机起动过程中所需要的能量，并通过降压的方式限制起动过程中的电流冲击幅值；所述无功补偿投切单元(2)，用于提供电机起动阶段建立磁场和克服电机静态力矩所需要的大量无功容量；所述起动旁路转换单元(3)，用于在电机起动初始阶段控制所述自耦变压器降压单元(1)投入工作以实现电机降压起动，还用于在电机转速达到预设转速值或者电机起动电流幅值下降到预设电流幅值时，控制所述自耦变压器降压单元(1)停止工作，将电机由降压回路切换至额定电压下运转，实现电机的全速运转；所述综合控制系统(4)，用于控制所述自耦变压器降压单元(1)和所述起动旁路转换单元(3)执行动作，以及控制所述无功补偿投切单元(2)投入或切除。2.根据权利要求1所述的用于降低电机工频起动电流倍数的电控装置，其特征在于：所述起动旁路转换单元(3)包括一次侧旁路开关(31)和二次侧切换开关(32)，所述自耦变压器降压单元(1)与所述二次侧切换开关(32)串联后并联在所述一次侧旁路开关(31)的两端，所述自耦变压器降压单元(1)的一次侧与所述起动旁路转换单元(3)的输入端连接，所述自耦变压器降压单元(1)的二次侧与所述二次侧切换开关(32)的一端连接，所述二次侧切换开关(32)的另一端连接至所述起动旁路转换单元(3)的输出端，所述一次侧旁路开关(31)和所述二次侧切换开关(32)均与所述综合控制系统(4)连接。3.根据权利要求1所述的用于降低电机工频起动电流倍数的电控装置，其特征在于：所述自耦变压器降压单元(1)包括自耦变压器(11)、二次侧电流互感器(12)、伺服驱动系统(13)、星点短接开关(14)以及一次侧投入开关(15)，所述二次侧电流互感器(12)连接在所述自耦变压器(11)的二次侧，用于检测电机降压起动过程中所述自耦变压器(11)二次侧的电流变化，所述伺服驱动系统(13)与所述自耦变压器(11)的铁芯(16)连接，用于拖动所述铁芯(16)运动以调节所述自耦变压器(11)二次侧的抽头电压比，所述星点短接开关(14)与所述自耦变压器(11)的星点连接，所述一次侧投入开关(15)连接在所述自耦变压器(11)的一次侧，所述伺服驱动系统(13)、所述星点短接开关(14)以及...
【专利技术属性】
技术研发人员：陶小明，马丹祥，周翔，刘蓉，谢远伟，
申请(专利权)人：湖北中盛电气有限公司，
类型：新型
国别省市：
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