用于电机的混合式启动器和电机系统技术方案

本公开的实施例描述了一种用于电机(20)的混合式启动器(10)和包括该混合式启动器的电机系统。所述混合式启动器(10)包括：混合式继电器(1)，包括供电机械开关(K4

【技术实现步骤摘要】
用于电机的混合式启动器和电机系统


[0001]本公开的实施例涉及电气领域，尤其涉及一种用于电机的混合式启动器和包括该混合式启动器的电机系统。

技术介绍

[0002]电机的启动器一般采用机械式继电器，该机械式继电器包括线圈和由这些线圈控制的机械开关。在线圈供电时，机械开关接通；且在线圈断电时，机械开关断开。继电器的线圈需要辅助电源来供电，以控制机械开关的接通和断开。在辅助电源掉电的情况下，继电器的线圈供电消失，此时继电器的机械开关会被迫打开，但是忽然打开会导致继电器拉弧。如果此时继电器的机械开关所连接的三相电源的电流较大处于过载状态，则电弧的电压和电流都会比较高，从而导致机械开关的金属片被融化甚至被粘连在一起，而出现机械开关无法再被正常打开的情况。
[0003]需要一种电机启动器能够在辅助电源掉电的情况下，仍然可以控制电机启动器实现软开关。

技术实现思路

[0004]本公开的实施例提供了一种具有软开关的电机混合式启动器，从而至少部分地解决现有技术中存在的上述以及其他潜在问题。
[0005]本公开的第一方面涉及一种用于电机的混合式启动器，其特征在于，包括：混合式继电器，包括供电机械开关和与供电机械开关并联连接的半导体开关；控制电路，被配置为控制供电机械开关，和半导体开关，的接通和关断；以及辅助电源，连接至控制电路以向控制电路供电；其中控制电路包括电压检测单元，耦接至辅助电源，并且被配置为感测所述辅助电源的电压的下降。
[0006]在一些实施例中，混合式启动器还可以包括：信号接收端子，被配置为接收控制电机工作的电机作业信号，电压检测单元还被配置为响应于辅助电源的电压降低到第一阈值而使得电机作业信号失效。
[0007]在一些实施例中，控制电路还可以包括控制单元和驱动单元，控制单元连接在电压检测单元和驱动单元之间，且被配置为响应于电机作业信号失效而在第一时刻向驱动单元发送第一信号，以致使驱动单元控制半导体开关接通，并且在第一时刻之后的第二时刻向驱动单元发送第二信号，以致使驱动单元控制供电机械开关断开，并且在第二时刻之后的第三时刻，向驱动单元发送第三信号，以致使驱动单元控制半导体开关断开。
[0008]在一些实施例中，混合式启动器还可以包括直流/直流隔离器，连接在辅助电源和控制电路之间，直流/直流隔离器被配置为：在辅助电源的电压降低到第二阈值之后，切断从辅助电源到控制单元和驱动单元的电压供应。
[0009]在一些实施例中，混合式启动器还可以包括电容器，连接在直流/直流隔离器和辅助电源之间，并且被配置为在辅助电源的电压降低时为控制单元和驱动单元提供补充电
力。
[0010]在一些实施例中，信号接收端子可以包括第一信号接收端子和第二信号接收端子；电压检测单元可以包括第一光耦晶闸管、第二光耦晶闸管和开关器件，第一光耦晶闸管的第一输入端连接第一信号接收端子，第一光耦晶闸管的第二输入端连接开关器件的第一电流极；第二光耦晶闸管的第一输入端连接第二信号接收端子，第二光耦晶闸管的第二输入端连接开关器件的第一电流极；第一光耦晶闸管的输出端和第二光耦晶闸管的输出端连接到控制单元；开关器件的第二电流极接地，并且开关器件的控制极耦接至辅助电源；开关器件被配置为：响应于辅助电源的电压降低到第一阈值，断开从第一电流极到第二电流极的通路，从而使得从信号接收端子、接收的电机作业信号失效。
[0011]在一些实施例中，信号接收端子可以包括第一信号接收端子和第二信号接收端子；电压检测单元可以包括第一光耦晶闸管、第二光耦晶闸管、第一开关、第二开关以及比较器，第一光耦晶闸管的第一输入端经由第一开关连接到第一信号接收端子，第一光耦晶闸管的第二输入端接地；第二光耦晶闸管的第一输入端经由第二开关连接到第二信号接收端子，第二光耦晶闸管的第二输入端接地；第一光耦晶闸管的输出端和第二光耦晶闸管的输出端连接到控制单元；比较器的第一输入端连接至辅助电源，比较器的第二输入端连接至参考电压源，比较器的输出端连接至第一开关的控制极和第二开关的控制极，比较器被配置为：响应于辅助电源的电压降低到第一阈值，而向第一开关的控制极和第二开关的控制极输出信号以使得第一开关和第二开关断开，从而使得从信号接收端子、接收的电机作业信号失效。
[0012]在一些实施例中，半导体开关可以包括第一半导体开关和第二半导体开关，供电机械开关可以包括第一供电机械开关和第二供电机械开关，第一供电机械开关和第一半导体开关并联以组成第一混合式继电器且适于连接至电机的第一相输入端，第二供电机械开关和第二半导体开关并联以组成第二混合式继电器且适于连接至电机的第二相输入端，混合式启动器还可以包括第三供电机械开关、第一组换向机械开关和第二组换向机械开关，其中，第三供电机械开关适于连接在三相电源的第三相电源线和电机的第三相输入端之间，第一组换向机械开关可以包括并联连接的第一机械开关和第二机械开关，第一机械开关适于与三相电源的第一相电源线和第二混合式继电器连接，第二机械开关适于与三相电源的第二相电源线和第一混合式继电器连接；第二组换向机械开关可以包括并联连接的第三机械开关和第四机械开关，第三机械开关适于与三相电源的第一相电源线和第一混合式继电器连接，第四机械开关适于与三相电源的第二相电源线和第二混合式继电器连接。
[0013]在一些实施例中，控制电路还可以被配置成：响应于第一光耦晶闸管从第一信号接收端子接收到未失效的电机作业信号而控制第一机械开关和第二机械开关接通，并且响应于第二光耦晶闸管从第二信号接收端子接收到未失效的电机作业信号而控制第三机械开关和第四机械开关接通；以及在响应于辅助电源的电压降低到第一阈值而控制半导体开关断开之后，且在辅助电源的电压降低到小于第一阈值的第二阈值之前，控制第一机械开关、第二机械开关、第三机械开关、第四机械开关中的处于接通状态的机械开关和第三供电机械开关断开。
[0014]本公开的第二方面涉及一种电机系统，包括：电机，包括第一相输入端，第二相输入端和第三相输入端；以及上述的用于电机的混合式启动器。
[0015]根据本公开的各个实施例的电机启动器通过检测控制电路的辅助电源的电压，并且在检测到辅助电源的电压下降的情况下主动控制混合式启动器中的继电器的各个开关的正常有序动作，使得在混合式启动器失去电能供应前也能够及时完成各个开关的关断控制逻辑，从而避免了在辅助电源掉电情况下在开关中可能出现的拉弧现象，提高了混合式启动器中的继电器的寿命。
[0016]应理解，针对根据本公开第一方面的用于电机的混合式启动器的描述和优点同样适用于本公开的第二方面的电机系统。
附图说明
[0017]通过参照附图的以下详细描述，本公开实施例的上述和其他目的、特征和优点将变得更容易理解。在附图中，将以示例以及非限制性的方式对本公开的多个实施例进行说明，其中：
[0018]图1示出了根据本公开的示例性实施例的电机系统的示意图。
[0019]图2示出了根据本公开的一个示例实施例的控制电路的示意图。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电机(20)的混合式启动器(10)，其特征在于，包括：混合式继电器(1)，包括供电机械开关(K4
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1、K4
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2)，和与所述供电机械开关并联连接的半导体开关(T1、T2)；控制电路(2)，被配置为控制所述供电机械开关(K4
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1、K4
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2)和所述半导体开关(T1、T2)的接通和关断；以及辅助电源(3)，连接至所述控制电路(2)以向所述控制电路(2)供电；所述控制电路(2)包括电压检测单元(21)，耦接至所述辅助电源(3)，并且被配置为感测所述辅助电源(3)的电压的下降。2.根据权利要求1所述的用于电机的混合式启动器(10)，其特征在于，所述混合式启动器(10)还包括信号接收端子(4、5)，被配置为接收控制所述电机(20)工作的电机作业信号，以及所述电压检测单元(21)还被配置为：响应于所述辅助电源(3)的电压降低到第一阈值而使得所述电机作业信号失效。3.根据权利要求2所述的用于电机的混合式启动器(10)，其特征在于，所述控制电路(2)还包括控制单元(22)和驱动单元(23)，所述控制单元(22)连接在所述电压检测单元(21)和所述驱动单元(23)之间，且被配置为响应于所述电机作业信号失效，在第一时刻向所述驱动单元(23)发送第一信号，以致使所述驱动单元(23)控制所述半导体开关(T1、T2)接通，在所述第一时刻之后的第二时刻，向所述驱动单元(23)发送第二信号，以致使所述驱动单元(23)控制所述供电机械开关(K4
‑
1、K4
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2)断开，并且在所述第二时刻之后的第三时刻，向所述驱动单元(23)发送第三信号，以致使所述驱动单元(23)控制所述半导体开关(T1、T2)断开。4.根据权利要求3所述的用于电机的混合式启动器(10)，其特征在于，所述混合式启动器(10)还包括直流/直流隔离器(6)，连接在所述辅助电源(3)和所述控制电路(2)之间，所述直流/直流隔离器(6)被配置为：在辅助电源(3)的电压降低到第二阈值之后，切断从所述辅助电源(3)到所述控制单元(22)和所述驱动单元(23)的电压供应。5.根据权利要求4所述的用于电机的混合式启动器(10)，其特征在于，所述混合式启动器(10)还包括电容器(7)，连接在所述直流/直流隔离器(6)和所述辅助电源(3)之间，并且被配置为在所述辅助电源(3)的电压降低时为所述控制单元(22)和所述驱动单元(23)提供补充电力。6.根据权利要求3所述的用于电机的混合式启动器(10)，其特征在于，所述信号接收端子(4、5)包括第一信号接收端子(4)和第二信号接收端子(5)；以及所述电压检测单元(21)包括第一光耦晶闸管(211)、第二光耦晶闸管(212)和开关器件(213)，其中所述第一光耦晶闸管(211)的第一输入端连接所述第一信号接收端子(4)，所述第一光耦晶闸管(211)的第二输入端连接所述开关器件(213)的第一电流极；所述第二光耦晶闸管(212)的第一输入端连接所述第二信号接收端子(5)，所述第二光耦晶闸管(212)的第二输入端连接所述开关器件(213)的第一电流极；所述第一光耦晶闸管(211)的输出端和所述第二光耦晶闸管(212)的输出端连接到所述控制单元(22)；
所述开关器件(213)的第二电流极接地，并且所述开关器件(213)的控制极耦接至所述辅助电源(3)；所述开关器件(213)被配置为：响应于所述辅助电源(3)的电压降低到所述第一阈值，断开从所述第一电流极到所述第二电流极的通路，从而使得从所述信号接收端子(4、5)接收的电机作业信号失效。7.根据权利要求3所述的用于电机的混合式启动器(10)，其特征在于，所述信号接收端子(4、5)包括第一信号接收端子(4)和第二信号接收端子(5)；所述电压检测单元(21)包括第一光耦晶闸管(211)、第二光耦晶闸管(212)、第一开关(S1)、第二开关(S2)以及比较器(215)，所述第一光耦晶闸管(211)的第一输入端经由所述第一开关(S1)连接到所述第一信号接收端子(4)，所述第一光耦晶闸管(211)的第二输入端接地；所述第二光耦晶闸管(212)的第一输入端经由所述第二开关(S2)连接到所述第二信号接收端子(5)，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴作人，陈晓航，凌清，
申请(专利权)人：施耐德电气工业公司，
类型：新型
国别省市：