[发明专利]一种用于高压异步电动机的节能软起动装置

说明书

技术领域

本发明涉及高压异步电动机应用的技术领域，特别是涉及一种用于高压异步电动机的节能软起动装置。本发明可以应用在高压抽油机、高压水泵、高压风机等场合，比如：电动机的额定电压为3KV～10KV、容量在100KW以上的大功率电机等等。

背景技术

交流异步电动机广泛用于工矿企业、交通运输和国防工业等国民经济各个领域，其使用量大、范围广，用电量占全国发电总量的60％以上。应用高压(3KV～10KV)异步电动机的行业十分广泛，如冶金、石油、化工、煤炭、水厂、电厂、机械加工等行业。根据1995年《电动机调速技术产业化途径与对策的研究报告》，全国仅风机泵类设备就达4200万台，其中低压小容量电动机与高压(3KV～10KV)大容量电动机的比例为4∶1，仅风机泵类设备的高压电动机就达800万台以上，如果再加上其它设备所使用的高压异步电动机，其数量将是非常巨大的。高压电动机的容量一般都比较大，通常都在几百kW以上。而电动机的直接起动会产生很大的起动电流，一般可达额定电流的5～7倍，最大可达15倍，这样大的起动电流会在电动机定子绕组和转子导条上产生很大的冲击力，破坏绕组绝缘和造成鼠笼条断裂，引起电动机的故障，大电流还会产生大量的焦耳热，降低电动机的寿命，此外电动机直接起动时的瞬时起动转矩约为额定转矩的2倍，对齿轮传动设备来说，这么大大的冲击力会使齿轮磨损加快，而对于皮带传动设备来说，加大了皮带磨损甚至拉断皮带。

对交流异步电动机起动电流的限制，一般通过降低定子输入电压的方式来实现，过去人们采取的降压措施有：定子串电抗降压、自耦变压器降压、Y-Δ降压、延边三角形降压等方法，对于绕线式异步电动机，还可以采取在转子回路中串接频敏电阻、水电阻等方法。这些方法虽然可以限制电动机的起动电流，但它们对于电动机定子电压的调节是非连续的，导致电动机在起动过程中存在二次冲击电流。

同时从各种电动机的使用数量上来看，三相异步电动机约占总使用量的70％左右。因此开展对三相异步电动机的节能研究，具有重要意义。软起动器的控制对象为普通的三相异步电动机，它能对电动机的输入电压予以控制，而电动机的节能运行一般也需要通过调节电动机输入电压来实现，因而利用软起动器本身的电压调节能力来实现电动机的节能控制是完全可行的。这种方式不需要增加额外的节能装置，仅仅改变系统内部的控制策略就可以达到节能的目的。

目前较为流行的低压软起动器为晶闸管软起动器，而高压软起动器由于受到晶闸管耐压的限制一直解决不好，由于高压异步电动机的应用越来越多且向大型化的方向发展，其起动问题摆在我们的面前。以往对高压大功率电动机软起动往往采用液阻式软起动器，这种软起动器具有便于控制和成本低的优点，但存在占地大、消耗大量能量等缺点。

发明内容

为了解决现有技术中软起动器存在的占地大、消耗大量能量、在低负荷率的情况下功率因数不能自动提高等问题，本发明提出了一种用于高压异步电动机的节能软起动装置，其技术方案如下。

1.一种用于高压异步电动机的节能软起动装置，使用三相高压交流电源，所述的三相，其正相序的顺序为A相、B相、C相，并且后者均比前者滞后120°相位角；

包括：信号检测处理电路，同步信号电路，控制电路，触发信号功率放大电路，功率执行电路，提供一路以上直流电源的电源电路；

三相高压交流电源、功率执行电路和电动机顺序串联连接；电源电路的输出端与后续用电部件相连；同步信号电路，其输入端与三相高压交流电源连接、其输出端与控制电路的输入端连接；信号检测处理电路，其输入端与被测电路或被测部件连接、其输出端与控制电路的输入端连接；触发信号功率放大电路，其输入端与控制电路的输出端连接、其输出端与功率执行电路连接；

所述的功率执行电路，包括三大组元器件，其分别串联连接在三相高压交流电源的接线端和高压异步电动机的接线端之间；每一大组元器件均包括两小组反向并联的大功率晶闸管，在每小组中同向串联三个以上的大功率晶闸管、并且在每个大功率晶闸管的两端并联连接具有均压保护吸收作用的电路；所述的均压是指：在一个小组中、同向串联的各个大功率晶闸管承受相同的电压；所述的保护吸收是指吸收尖峰电压或尖峰电流；换言之，所述的功率执行电路共计有六小组的大功率晶闸管；所述的大功率晶闸管为单向大功率晶闸管，其均包括阳极、阴极和门极；

所述的控制电路，包括a和b：a.用于输出触发信号的六个输出接口；b.编写并输入了自动化控制程序、具有计算判断控制功能、能对起动电压电流进行从小到大无级连续调节的CPU；