一种启动装置、方法及供电系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种用于改善电路中启动电流的启动装置、方法及供电系统。启动装置与加热元件串联，该启动装置由启动阻抗和启动开关并联而成。在启动加热元件时，启动开关断开以便启动阻抗对该通路实现分压限流；在加热元件完全启动后，启动开关闭合以将所述启动阻抗两端短路，从而使加热元件在额定工作电流下工作。用于改善电路中启动电流的方法包括：对加热元件串联启动装置；启动加热元件，同时断开启动开关；待加热元件完全启动后，闭合启动开关。供电系统包括有上述启动装置和／或方法。本发明专利技术的优点在于，能够有效降低启动电流，并具有结构简单、无谐波污染等的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电路控制
，具体地，涉及一种用于改善电路中启动电流的启 动装置、方法及供电系统。
技术介绍
随着技术进步，大规模、自动化的生产方式已经成为当今工业发展的必然趋势，与 此同时，生产设备的规模及运行功率也在不断增大。因此，维持供电系统及生产设备的安全 性和稳定性已经成为本领域内的技术人员亟须解决的重大问题。例如，太阳能电池的生产设备中，用于预热硅片的红外辐射加热灯管(以下简称 为红外灯管)的供电系统就存在启动电流过大的问题。其原因在于，红外灯管的灯丝材料 大多采用钨丝制成，经过测定，钨丝冷态的电阻率仅为工作状态时的一半左右。因此，当红 外灯管自冷态启动时，电路中的瞬间启动电流将远大于其正常工作时的额定电流。而过大 的启动电流会增加输电线路上的电压降，这不但会造成供电电压不足并影响到其他负载的 正常工作；而且使整个供电系统中的断路器、熔断器的设计额定容量增加，从而增加设备成 本；更甚者还会增大设备接线柱之间发生打火的几率，造成设备的安全隐患。如图1所示，为目前常用的一种用于减小上述红外灯管的瞬间启动电流的电路框 图，其借助串联在电源和红外灯管之间的晶闸管调功器来降低系统的瞬间启动电流。其原 理是，通过逐步改变晶间管调功器中功率管的移相角，使红外灯管两端的电压有效值逐渐 上升，从而控制启动电流。但是，晶闸管调功器的使用会给电路带来一些新的问题首先，经过晶闸管调压 后，电路中会产生波形畸变，降低功率因数并导致系统过热，进而降低设备的使用寿命；其 次，晶间管调功器会给系统造成严重的谐波污染，使电能质量下降并产生电磁兼容问题。而 为了减少谐波，通常需要在晶闸管调功器的后端接入滤波器(如图1所示)，这样，不但增加 设备成本，而且采用过多的额外设备还将降低整个系统的稳定性和安全性。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种用于改善电路中启动电流的启动装置、方法以 及供电系统，其在有效降低系统瞬间启动电流的同时，还能够避免谐波污染、提高系统的安 全性和稳定性。为此，本专利技术提供一种用于改善电路中启动电流的启动装置，其与加热元件串联， 用以降低在启动加热元件时电路中的瞬间电流。该启动装置包括彼此并联的启动阻抗和启 动开关，启动开关在启动加热元件时处于断开状态，使得加热元件与启动阻抗形成通路，以 便启动阻抗对该通路实现分压限流，从而降低在启动加热元件时该通路中的瞬间电流；启 动开关在加热元件完全启动后处于闭合状态，以将启动阻抗两端短路，使得加热元件与闭 合的启动开关形成通路，从而使加热元件在额定电流下工作。其中，启动开关包括时间继电器，其在到达加热元件完全启动时间后即动作，以将启动阻抗两端短路，从而使得加热元件与闭合的启动开关形成通路。其中，加热元件完全启 动时间预先通过实验测定。其中，启动阻抗包括电阻和/或电感和/或电容。其中，加热元件包括η支并联和/或串联在一起的红外灯管，η为大于等于1的正整数。其中，电阻的取值范围满足下述公式所示条件<formula>formula see original document page 6</formula>上式中，η为单相回路中红外灯管的数量，In为各相回路的额定电流，V为电源电 压，Rc为单支红外灯管的冷态电阻，Rx为满足条件的电阻值。其中，电感的取值范围满足下述公式所示条件<formula>formula see original document page 6</formula>上式中，η为单相回路中红外灯管的数量，In为各相回路的额定电流，V为电源电 压，Re为单支红外灯管的冷态电阻，ω为电源的额定角频率，LxS满足条件的电感值。其中，电容的取值范围满足下述公式所示条件<formula>formula see original document page 6</formula>上式中，η为单相回路中红外灯管的数量，In为各相回路的额定电流，V为电源电 压，Re为单支红外灯管的冷态电阻，ω为电源的额定角频率，CxS满足条件的电容值。此外，本专利技术还提供一种用于改善电路中启动电流的方法，其包括下述步骤10)对加热元件串联启动装置，启动装置包括彼此并联的启动阻抗和启动开关；20)启动加热元件，同时断开启动开关，使得加热元件与启动阻抗形成通路，以便 启动阻抗对该通路实现分压限流，从而降低在启动加热元件时该通路中的瞬间电流；30)待加热元件完全启动后，闭合启动开关，以将启动阻抗两端短路，使得加热元 件与闭合的启动开关形成通路，从而确保加热元件在额定工作电流下工作。其中，在步骤20)和步骤30)之间还包括这样的步骤即，判断开始启动加热元 件后所持续的时间是否到达完全启动时间，如果是，则转到步骤30)；如果否，则转到步骤 20)。其中，步骤20)之前还包括这样的步骤即，预先通过实验测定加热元件完全启动时 间。其中，启动阻抗包括电阻和/或电感和/或电容。其中，加热元件包括η支并联和/或串联在一起的红外灯管，η为大于等于1的正整数。其中，电阻的取值范围满足下述公式所示条件<formula>formula see original document page 6</formula>上式中，η为单相回路中红外灯管的数量，In为各相回路的额定电流，V为电源电 压，Rc为单支红外灯管的冷态电阻，Rx为满足条件的电阻值。其中，电感的取值范围满足下述公式所示条件<formula>formula see original document page 7</formula>上式中，η为单相回路中红外灯管的数量，In为各相回路的额定电流，V为电源电 压，Re为单支红外灯管的冷态电阻，ω为电源的额定角频率，LxS满足条件的电感值。其中，电容的取值范围满足下述公式所示条件<formula>formula see original document page 7</formula>上式中，η为单相回路中红外灯管的数量，In为各相回路的额定电流，V为电源电 压，Re为单支红外灯管的冷态电阻，ω为电源的额定角频率，CxS满足条件的电容值。另外，本专利技术还提供一种能够改善电路中启动电流的供电系统，包括电源，电源 为三相交变电源，其中至少一相串接有电源开关，用以控制整个供电系统的通断；加热元 件，用以将电源提供的电能转化为热辐射；在该供电系统三相中的至少一相中还包括有本 专利技术提供的启动装置，其串接于电源开关和加热元件之间，用以降低在启动加热元件时电 路中的瞬间电流。另外，本专利技术还提供一种能够改善电路中启动电流的供电系统，包括电源，电源 为三相交变电源，其中至少一相串接有电源开关，用以控制整个启动装置的通断；加热元 件，用以将电源提供的电能转化为热辐射；该供电系统还应用了本专利技术提供的用于改善电 路中启动电流的方法，用以降低在启动加热元件时电路中的瞬间电流。本专利技术具有下述有益效果本专利技术所提供的启动装置用于改善电路中启动电流，其串联在电源开关和加热元 件之间，包括并联的启动阻抗和启动开关。在启动加热元件的过程中，启动阻抗与加热元件 串联并起到分压限流的作用；当加热本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于改善电路中启动电流的启动装置，其与加热元件串联，用以降低在启动所述加热元件时电路中的瞬间电流，其特征在于，所述启动装置包括彼此并联的启动阻抗和启动开关，所述启动开关在启动所述加热元件时处于断开状态，使得所述加热元件与所述启动阻抗形成通路，以便所述启动阻抗对该通路实现分压限流，从而降低在启动所述加热元件时该通路中的瞬间电流；所述启动开关在所述加热元件完全启动后处于闭合状态，以将所述启动阻抗两端短路，使得所述加热元件与所述闭合的启动开关形成通路，从而使所述加热元件在额定电流下工作。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑能涛，
申请(专利权)人：北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]