專利名稱：繞線型電動機(jī)可控電流起動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬動電動機(jī)領(lǐng)域，特別是繞線型電動機(jī)可控電流起動裝置。
常規(guī)繞線型交流電動機(jī)起動時，轉(zhuǎn)子必須串入附加電阻或電抗，以限制起動電流的平均值，使之不超過各工作制的額定電流的2倍。但是在附加電阻或電抗后，電動機(jī)的起動特性變軟，或起動轉(zhuǎn)矩變小，使電機(jī)利用率下降。即電動機(jī)轉(zhuǎn)子串接電阻后起動特性軟;串頻敏變阻器后起動轉(zhuǎn)矩變小，制動電流大，電機(jī)利用率降低。
歐洲專利EP0446936A2公開了一種帶旁路接觸器的電動機(jī)控制器，由三組連接在定子三相上的三相反并聯(lián)可控硅所組成，并采用微型計算機(jī)和一個旁通接觸器實現(xiàn)啟動控制。美國專利US4100469所公開的混合型電動機(jī)啟動器由接在定子上三組反并聯(lián)可控硅和相應(yīng)的接觸器及一個加速控制電路所組成，固態(tài)控制裝置受加速控制電動驅(qū)動，在啟動過程中加速電動機(jī)，當(dāng)達(dá)到同步速度時，運(yùn)行接觸器得電，其接點(diǎn)閉合。接通電動機(jī)電流，因此在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時，固態(tài)控制裝置是旁通的。實用新型專利CN 2121771U和發(fā)明專利CN 1055845A分別公開了交流異步電動機(jī)起動節(jié)能器和調(diào)制調(diào)速啟動方法。所有這些技術(shù)都和電動機(jī)定子繞組相連接而實現(xiàn)控制的，而且結(jié)構(gòu)都比較復(fù)雜。
本發(fā)明的目的是通過在電機(jī)轉(zhuǎn)子串接一個常接電阻和一個由可控硅控制的電阻來控制電動機(jī)轉(zhuǎn)子電流的大小，以達(dá)到限制電動機(jī)起動電流，提高電動機(jī)轉(zhuǎn)矩及電動機(jī)利用率的目的。
按照本發(fā)明，繞線型電動機(jī)可控電流起動裝置，由和電動機(jī)轉(zhuǎn)子相串接的由一個電阻器和另一個與可控硅并聯(lián)的電阻串聯(lián)或并聯(lián)成的控制電阻及相關(guān)的可控硅觸發(fā)器所組成。兩個反并聯(lián)的可控硅和一個電阻器相連接后再和另一個電阻器相并聯(lián)或串聯(lián)，再將此串聯(lián)或并聯(lián)電阻與電動機(jī)轉(zhuǎn)子相串聯(lián)，轉(zhuǎn)子的每一相都串接上這樣一組串(并)聯(lián)電阻，將一個可控硅觸發(fā)器分別和各組反并聯(lián)可控硅相連接。
按照本發(fā)明，由可控硅觸發(fā)器檢測電動機(jī)轉(zhuǎn)子電壓頻率，以轉(zhuǎn)子電壓頻率作為同步電壓自動跟隨變化的轉(zhuǎn)子電壓及頻率，控制可控硅的導(dǎo)通角，利用可控硅經(jīng)過電阻器的電流補(bǔ)償轉(zhuǎn)子電流，提高電動機(jī)起動轉(zhuǎn)矩，達(dá)到理想的電動機(jī)起動特性。
由于電動機(jī)轉(zhuǎn)子電壓的頻率是隨電動機(jī)的工作特性而變化的，當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)速接近于零時，頻率f2≈50Hz;當(dāng)轉(zhuǎn)速接近于同步轉(zhuǎn)速時，頻率f2≈0;當(dāng)電動機(jī)反接制動時，50Hz＜f＜100Hz。
在不同頻率時工作的電動機(jī)轉(zhuǎn)子交變電壓每半個周期所用的時間為t2＝1/2f2式中，t2交變電壓半個周期所用的時間;
f2電動機(jī)轉(zhuǎn)子頻率。
當(dāng)可控硅觸發(fā)器檢測到電動機(jī)轉(zhuǎn)子電壓后延時t2′后觸發(fā)可控硅，使之導(dǎo)通?？煽毓璧挠|發(fā)角是受轉(zhuǎn)子電壓在起動過程中每半個周期時間t2所控制的。而延時觸發(fā)時間t2′則是根據(jù)電機(jī)所需的工作特性來調(diào)整的。調(diào)整好延時觸發(fā)時間t2′后，可控硅的導(dǎo)通時間t2″也由下式確定了t2″＝t2-t2′即可控硅導(dǎo)通時間t2″等于轉(zhuǎn)子交變電壓半個周期時間t2減去延時觸發(fā)時間t2′。可控硅的控制角由下式?jīng)Q定
a2″＝(f2/50)·α2′式中，α2″電動機(jī)起動過程中的可控硅控制角;
α2′頻率為50Hz時可控硅的控制角。
由于α2′＝t2′/0.01×180＝18000t2′α2″＝360f2·t2′。
只有在轉(zhuǎn)子電壓半個周期時間t2大于延時觸發(fā)時間t2′時，可控硅觸發(fā)器才輸出觸發(fā)脈沖，因此，在電動機(jī)反接制動時，也就是在50Hz＜f2＜100Hz時，可控硅處于關(guān)斷狀態(tài)。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。


圖1為本發(fā)明的電動機(jī)轉(zhuǎn)子控制電路。
圖2為可控硅觸發(fā)器示意圖。
圖3為電動機(jī)起動特性曲線。
圖4～圖6為電動機(jī)轉(zhuǎn)子控制電路的各種接線方法。
如圖1所示，本發(fā)明的繞線型電動機(jī)可控硅起動裝置由串接到電動機(jī)D的轉(zhuǎn)子三個相a、b、c上的三組常規(guī)串接電阻Ra、Rb、Rc可控硅控制的電阻和可控硅觸發(fā)器(圖2)所組成，可控硅控制電阻由兩個反并聯(lián)的可控硅和與之相串聯(lián)的電阻Ra1、Rb1、Rc1所組成。常接電阻Ra、Rb、Rc分別和反并聯(lián)可控硅及其電阻Ra1、Rb1、Rc1相并聯(lián)，這三組控制電阻為星型接線。
可控硅觸發(fā)器T的輸入端分別和電動機(jī)轉(zhuǎn)子的三相a、b、c相接，輸出端分別和反并聯(lián)可控硅的控制極Gaz、GaF、GDZ、GDF、GbZ、GbF陰極a1、a，b1、b，c1、c相連接。
電動機(jī)D轉(zhuǎn)動，可控硅觸發(fā)器T檢測到電動機(jī)D轉(zhuǎn)子各相a、b、c的電壓頻率，根據(jù)電動機(jī)所需要的工作特性調(diào)整好延時觸發(fā)時間t2′，可控硅在不同頻率情況下的導(dǎo)通時間t2″＝t2-t2′。利用可控硅經(jīng)過電阻器的電流補(bǔ)償轉(zhuǎn)子電流，提高電動機(jī)的起動轉(zhuǎn)矩，改善電動的起動特性。
圖3比較了只用常規(guī)串接電阻Ra、Rb、Rc時的電動機(jī)起動特性曲線Ⅰ和使用本發(fā)明的起動裝置后的電動機(jī)起動特性曲線Ⅱ。從圖3可以明顯看出，采用本發(fā)明的可控硅起動裝置后，起動特性硬，起動轉(zhuǎn)矩增大，從而提高了電動機(jī)利用率。
圖4～圖6為本發(fā)明的另外幾種實施方案。
在圖4所示的控制線路中，其接方法是將三組反并聯(lián)可控硅和電阻Ra1、Rb1、Rc1并聯(lián)后再與常規(guī)串接電阻Ra、Rb、Rc相串聯(lián)。其余連接方法和圖1所示的實施方案相同。
在圖5所示的方案中，三組可控硅控制電阻常規(guī)電阻為角型連接，其余接線方法和圖1所示的方案相同。
在圖6所示的方案中，三組可控硅控制電阻常規(guī)電阻為角型接線，其余接線方法和圖4所示的方案相同。
所有這些方案都能取得同樣的效果。
實施例。
用于YZR225××-222kW電動機(jī)的可控硅起動裝置。
電動機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩M2＝0.8Me負(fù)載率FC＝40%;
起動次數(shù)300次/h，轉(zhuǎn)子電流 ＝45.6A;
轉(zhuǎn)子開路電壓U2＝234v常接電阻Ra＝Rb＝Rc＝1.4Ω，可控電阻Ra1＝Rb1＝Rc1＝0.8Ω，觸發(fā)電器延時時間t2′＝0.01s。
表1列出了起動過程中各個參數(shù)的值，其特性曲線如圖3所示。曲線Ⅰ為電動機(jī)只串接一常接電阻R2＝1Ω時的特性曲線，此時起動電流Ⅰ2＝U23R2=135A]]>。曲線Ⅱ的起動轉(zhuǎn)矩大，起動特性硬，電動機(jī)的利用率可以高30%以上。
其中，S＝f2/50I2＝SU2/3]]>R2I2′＝SU2/ R2′12πsin2a+π-aπ]]>I＝I2+I2′
權(quán)利要求
1.一種利用常接電阻和三組反并聯(lián)可控硅的繞線型電動機(jī)可控硅起動裝置，其特征在于此裝置由三組反并聯(lián)可控硅控制的電阻和可控硅觸發(fā)器T所組成，所說的可控硅控制的電阻接在電動機(jī)轉(zhuǎn)子回路中并由兩個反并聯(lián)的可控硅和與之相連接的控制電阻Ra1、Rb1、Rc1所組成，所說的常接電阻Ra、Rb、Rc分別和反并聯(lián)可控硅及其電阻Ra1、Rb1、Rc1相連接，這三組控制電阻相互連接，所說的可控硅觸發(fā)器的輸入端分別和電動機(jī)轉(zhuǎn)子的三相a、b、c相接，其輸出端分別和反并聯(lián)可控硅的控制極GaZ、GaF、GDZ、GDF、GCZ、GCF和陰極a1、a，b1、b，c1、c相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的繞線型電動機(jī)可控硅起動裝置，其特征在于各組反并聯(lián)可控硅和控制電阻Ra1、Rb1、Rc1相串聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的繞線型電動機(jī)可控硅起動裝置，其特征在于各組反并聯(lián)可控硅和控制電阻Ra1、Rb1、Rc1相串聯(lián)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的繞線型電動可控硅起動裝置，其特征在于接在電動機(jī)轉(zhuǎn)子各相上的可控硅控制電路為星型接線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的繞線型電動機(jī)可控硅起動裝置，其特征在于接在電動機(jī)轉(zhuǎn)子各相上的可控硅控制電路為角型接線。
6.一種采用可控硅起動裝置的繞線型電動機(jī)起動控制方法，其特征在于(1)由可控硅觸發(fā)器T檢測電動機(jī)轉(zhuǎn)子電壓的頻率，(2)利用電動機(jī)轉(zhuǎn)子電壓頻率作為觸發(fā)器同步電壓和控制電壓自動控制可控硅導(dǎo)通角，(3)根據(jù)電動機(jī)所需要的工作特性調(diào)整可控硅的延時觸發(fā)時間t′2，(4)取可控硅在不同頻率情況下的導(dǎo)通時間t2″等于轉(zhuǎn)子電壓在起動過程中的半個周期時間t2減去可控硅延時時間t′2，(5)由可控硅觸發(fā)器T確定可控硅的控制角α2″＝360f2·t2′。
全文摘要
常規(guī)繞線型交流電動機(jī)起動時必須在電動機(jī)轉(zhuǎn)子上串接電阻或電抗，使起動轉(zhuǎn)矩變小，制動電流大，電動機(jī)利用率低。在轉(zhuǎn)子上再接上一組由反并聯(lián)可控硅控制電阻，由一個可控硅觸發(fā)器來檢測轉(zhuǎn)子電壓頻率，即測定轉(zhuǎn)子電壓在起動過程中的半個周期時間t
文檔編號H02P1/34GK1103518SQ93115939
公開日1995年6月7日 申請日期1993年12月1日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月1日
發(fā)明者孫增先 申請人:孫增先