專(zhuān)利名稱(chēng)：跳波式有級(jí)變頻無(wú)級(jí)調(diào)壓電機(jī)軟起動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種三級(jí)變頻大轉(zhuǎn)矩的電機(jī)軟起動(dòng)裝置，該裝置用于交流電動(dòng)機(jī)工頻電源供電的情況下進(jìn)行大轉(zhuǎn)矩起動(dòng)及重載情況的安全起動(dòng)。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有的交流電動(dòng)機(jī)固態(tài)啟動(dòng)裝置中，均采用雙向晶閘管反并聯(lián)相位控制降壓起動(dòng)，由于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與電壓的平方成正比，因而起動(dòng)轉(zhuǎn)矩很小，沖擊電流很大，一般只能控制在電動(dòng)機(jī)額定電流3-4倍，重載情況時(shí)出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)，起動(dòng)不成功的現(xiàn)象。而采用現(xiàn)有的變頻調(diào)速裝置，則設(shè)備投資費(fèi)用高。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的是提供一種跳波式有級(jí)變頻無(wú)級(jí)調(diào)壓電機(jī)軟起動(dòng)裝置，該裝置通過(guò)對(duì)五組反并聯(lián)晶閘管閥組的控制，以跳波的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩最大化，使電動(dòng)機(jī)完成從靜止到全速的起動(dòng)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案敘述如下跳波式有級(jí)變頻無(wú)級(jí)調(diào)壓電機(jī)軟起動(dòng)裝置，其特征在于該裝置由控制電路和執(zhí)行電路組成，控制電路由微控制器、移相電路、邏輯電路構(gòu)成，移相電路連接微控制器，微控制器連接邏輯電路；微控制器還連接顯示電路、命令輸入、通訊電路，電流調(diào)節(jié)電路；執(zhí)行電路由五組反并聯(lián)晶閘管閥組構(gòu)成，三個(gè)電源輸入端子A、B、C由高壓電網(wǎng)供電，五組反并聯(lián)晶閘管閥組接在輸入端子A、B、C和輸出端子 A′、B′、C′之間，第一閥組SA接第一輸入、輸出端子A、A′之間；第二閥組SB接第二輸入、輸出端子B、B′之間；第三閥組SC接第三輸入、輸出端子C、C′之間；第四閥組SD接第三輸入端子C和第二輸出B′之間；第五閥組SE接第二輸入端子B和第三輸出端子C′之間。
本實(shí)用新型跳波式有級(jí)變頻無(wú)級(jí)調(diào)壓電機(jī)軟起動(dòng)裝置與現(xiàn)有技術(shù)相比，其新穎性和創(chuàng)造性體現(xiàn)在1、能夠?qū)㈦妱?dòng)機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩提高到傳統(tǒng)降壓電機(jī)軟起動(dòng)的十余倍，達(dá)到額定轉(zhuǎn)矩的80％-90％。起動(dòng)電流控制在額定電流2倍左右，成本是同類(lèi)變頻器的20％-25％。
2、起動(dòng)方式靈活，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)負(fù)載情況和電網(wǎng)情況選擇不同的起動(dòng)頻率組合，在不同的起動(dòng)頻率下實(shí)現(xiàn)電壓斜坡起動(dòng)和限流啟動(dòng)等多種起動(dòng)方式。
3、電機(jī)起動(dòng)控制靈活，可以實(shí)現(xiàn)正反兩個(gè)方向起動(dòng)；具有自由停車(chē)、軟停車(chē)和制動(dòng)停車(chē)三種停車(chē)方式。
4、起動(dòng)時(shí)間起動(dòng)轉(zhuǎn)矩可調(diào)，可以根據(jù)負(fù)載要求任意調(diào)整起動(dòng)時(shí)間起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
5、采用數(shù)字控制方式，可以實(shí)現(xiàn)多種通訊接口，易于網(wǎng)絡(luò)化。


圖1是本實(shí)用新型的執(zhí)行電路原理圖。
圖2是本實(shí)用新型的控制電路的原理圖。
圖3是本發(fā)明實(shí)施例2的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述實(shí)施例1見(jiàn)圖1，該裝置的執(zhí)行電路是通過(guò)五組反并聯(lián)晶閘管閥組實(shí)現(xiàn)的。三個(gè)電源輸入端子A、B、C由高壓電網(wǎng)供電，經(jīng)斷路器QF與五組反并聯(lián)晶閘管閥組相連接；五組反并聯(lián)晶閘管閥組接在輸入端子A、B、C和輸出端子 A′、B′、C′之間，第一閥組SA接第一輸入、輸出端子A、A′之間；第二閥組SB接第二輸入、輸出端子B、B′之間；第三閥組SC接第三輸入、輸出端子C、C′之間；第四閥組SD接第三輸入端子C和第二輸出B′之間；第五閥組SE接第二輸入端子B和第三輸出端子C′之間。
見(jiàn)圖2，該裝置的控制電路由微控制器、移相電路、邏輯電路構(gòu)成，移相電路連接微控制器，將同步信號(hào)傳遞給微控制器(TN89C196KC)，微控制器再將信號(hào)傳遞給邏輯電路(EPM7160S)，完成對(duì)晶閘管閥組的觸發(fā)，微控制器還連接顯示電路、命令輸入、通訊電路，電流調(diào)節(jié)電路。
電動(dòng)機(jī)完成從靜止到全速的起動(dòng)分為三個(gè)階段第一階段，控制裝置產(chǎn)生1/4f的觸發(fā)信號(hào)(開(kāi)啟信號(hào))，作用于接在電源和電動(dòng)機(jī)之間的五組反并聯(lián)的晶閘管閥組上，在電源每個(gè)波形的八個(gè)半波，變頻起動(dòng)裝置跳除掉其中的七個(gè)，使加在電動(dòng)機(jī)上的電壓基波頻率為工頻的1/4，即為12.5Hz，在此基礎(chǔ)上逐漸把電壓增加到1/4額定電壓，這樣不僅有效地降低了電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流，減少了對(duì)電網(wǎng)的沖擊，而且通過(guò)延遲晶閘管閥組的開(kāi)啟角的調(diào)節(jié)，盡可能地保持了電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩最大化。因此有效地實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)從0Hz-12.5Hz的起動(dòng)；第二階段，當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速基本達(dá)到1/4倍全速時(shí)，控制系統(tǒng)及時(shí)產(chǎn)生1/2f的觸發(fā)信號(hào)，在每個(gè)波形的四個(gè)半波中，變頻起動(dòng)裝置跳除掉其中的三個(gè)，使加在電動(dòng)機(jī)上的電壓電流基波頻率為工頻的1/2，即為25Hz。此時(shí)的起動(dòng)電流也比較低，對(duì)電網(wǎng)的沖擊不大。同樣通過(guò)調(diào)節(jié)晶閘管閥組的開(kāi)啟角，來(lái)盡可能地保持了電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩最大化。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)?/4全速開(kāi)始增加，這樣實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)從12.5Hz-25Hz的起動(dòng)；第三階段，當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速基本達(dá)到1/2倍全速時(shí)，控制系統(tǒng)產(chǎn)生全頻即工頻觸發(fā)信號(hào)，這時(shí)，不再跳除波形中的任何一個(gè)半波，所有的半波都加在電動(dòng)機(jī)上。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速?gòu)?/2倍全速開(kāi)始增加，這樣實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)從25Hz-50Hz的起動(dòng)。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速即可達(dá)到或者接近全速。
這樣，電動(dòng)機(jī)通過(guò)頻率從0Hz-12.5Hz、12.5Hz-25Hz和25Hz-50Hz三個(gè)階段的加速，完成了從靜止到全速的加速過(guò)程。加速過(guò)程結(jié)束后，所有晶閘管組全部開(kāi)通，旁路接觸器將閥組短接，然后關(guān)閉晶閘管閥組觸發(fā)脈沖，完成由起動(dòng)工況向運(yùn)行工況的無(wú)擾切換，從此，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行狀態(tài)。
此外，該起動(dòng)裝置還可以為電動(dòng)機(jī)提供了3種停機(jī)方式。
第一種為自由停機(jī)方式。在此方式下，控制系統(tǒng)關(guān)斷所有閥組，使電動(dòng)機(jī)在無(wú)電狀態(tài)下自由停機(jī)。采用這種停機(jī)方式在機(jī)械系統(tǒng)慣性較大的情況下，電動(dòng)機(jī)往往需要很常時(shí)間才能停下來(lái)。
第二種為軟停機(jī)方式。在此方式下，控制系統(tǒng)按與起動(dòng)過(guò)程相反的順序，使施加在電動(dòng)機(jī)上的頻率從50Hz、25Hz、12.5Hz到0Hz。這種停機(jī)方式比第一種方式能明顯縮短時(shí)間。
第三種為電制動(dòng)停機(jī)方式。在此方式下，控制系統(tǒng)使施加在電機(jī)上的電壓波形出現(xiàn)直流成分，通過(guò)控制閥組的導(dǎo)通角來(lái)控制制動(dòng)轉(zhuǎn)矩和制動(dòng)電流。這種停機(jī)方式可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)快速停機(jī)。
實(shí)施例2對(duì)于某些只需要1/4f和全頻2個(gè)有級(jí)起動(dòng)階段就能滿足起動(dòng)需要的應(yīng)用場(chǎng)合，則圖1電路可以省去SD和SE晶閘管閥組，既只保留SA、SB和SC晶閘管閥組。
電路連接關(guān)系為見(jiàn)圖3，三個(gè)電源輸入端子A、B、C由高壓電網(wǎng)供電，五組反并聯(lián)晶閘管閥組接在輸入端子A、B、C和輸出端子 A′、B′、C′之間，第一閥組SA接第一輸入、輸出端子A、A′之間；第二閥組SB接第二輸入、輸出端子B、B′之間；第三閥組SC接第三輸入、輸出端子C、C′之間。
權(quán)利要求1.跳波式有級(jí)變頻無(wú)級(jí)調(diào)壓電機(jī)軟起動(dòng)裝置，其特征在于該裝置由控制電路和執(zhí)行電路組成，控制電路由微控制器、移相電路、邏輯電路構(gòu)成，移相電路連接微控制器，微控制器連接邏輯電路；微控制器還連接顯示電路、命令輸入、通訊電路，電流調(diào)節(jié)電路；執(zhí)行電路由五組反并聯(lián)晶閘管閥組構(gòu)成，三個(gè)電源輸入端子A、B、C由高壓電網(wǎng)供電，五組反并聯(lián)晶閘管閥組接在輸入端子A、B、C和輸出端子 A′、B′、C′之間，第一閥組SA接第一輸入、輸出端子A、A′之間；第二閥組SB接第二輸入、輸出端子B、B′之間；第三閥組SC接第三輸入、輸出端子C、C′之間；第四閥組SD接第三輸入端子C和第二輸出B′之間；第五閥組SE接第二輸入端子B和第三輸出端子C′之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的跳波式有級(jí)變頻無(wú)級(jí)調(diào)壓電機(jī)軟起動(dòng)裝置，其特征在于對(duì)于需要1/4f和全頻2個(gè)有級(jí)起動(dòng)階段就能滿足起動(dòng)需要的應(yīng)用場(chǎng)合，電路連接關(guān)系為三個(gè)電源輸入端子A、B、C由高壓電網(wǎng)供電，五組反并聯(lián)晶閘管閥組接在輸入端子A、B、C和輸出端子 A′、B′、C′之間，第一閥組SA接第一輸入、輸出端子A、A′之間；第二閥組SB接第二輸入、輸出端子B、B′之間；第三閥組SC接第三輸入、輸出端子C、C′之間。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種跳波式有級(jí)變頻無(wú)級(jí)調(diào)壓電機(jī)軟起動(dòng)裝置，該裝置由控制電路和執(zhí)行電路組成，控制電路由微控制器、移相電路、邏輯電路構(gòu)成，移相電路連接微控制器，微控制器連接邏輯電路；微控制器還連接顯示電路、命令輸入、通訊電路，電流調(diào)節(jié)電路；執(zhí)行電路由五組反并聯(lián)晶閘管閥組構(gòu)成。通過(guò)控制電路產(chǎn)生的觸發(fā)信號(hào)，作用于接在電源和電動(dòng)機(jī)之間的五組反并聯(lián)晶閘管閥組，以跳波的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩最大化，使電動(dòng)機(jī)完成從靜止到全速的起動(dòng)。該方法可使起動(dòng)轉(zhuǎn)矩提高到傳統(tǒng)降壓電機(jī)軟起動(dòng)的十余倍，起動(dòng)電流控制在二倍額定電流，成本僅為同類(lèi)變頻器的20％－25％。
文檔編號(hào)H02P1/30GK2930089SQ20062009226
公開(kāi)日2007年8月1日 申請(qǐng)日期2006年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月26日
發(fā)明者李興, 徐英勝, 司明起, 左強(qiáng) 申請(qǐng)人:遼寧榮信電力電子股份有限公司