[发明专利]起动电机限流起动器及其控制方法

说明书

本发明公开了一种起动电机限流起动器及其控制方法，属于电机保护装置技术领域，通过改变串入起动线路中限流电阻的等效阻值来控制起动电机的起动电流大小，解决起动电流过大对起动电机、发动机和起动线路的损害，可根据实际工作状况控制起动电流大小，避免瞬间起动电流过大或设备运行中突发状况的发生，快速、及时地使起动电机工作于安全界限值内，减小电池消耗和线圈发热。

技术领域

本发明涉及一种起动电机限流起动器及其控制方法，属于电机保护装置技术领域。

背景技术

起动电机是发动机起动时的动力源，用于将发动机从静止状态拖动到发动机能够内部点火起动的转速。

柴油机由静止到独立运转，需要外力驱动。起动电机就是利用蓄电池的电能转化为机械能，将柴油机由静止拖动到起动着火的电器装置。要使柴油机成功起动，拖动转速应为1420～200r/min。起动电机的负载力矩包括：柴油机机械件的惯性和摩擦阻力、汽缸工质的初始压缩力。根据发动机结构、负载特性、使用环境的不同，对起动电机性能的要求也不同。

起动电机消耗的电流随转速增加快速下降，以6.6kW起动电机为例，起动瞬间峰值电流可达1600A～2000A，当起动电机转速上升到驱动力矩与柴油机阻力矩平衡时，电流为500A～900A。由于大电流会使线圈温度快速升高，因此限制了每次起动发动机时，持续起动时间和间隔起动时间。

蓄电池是发动机和车辆上供电电源，当发电机发电时通过将电能转化为化学能进行充电，当需要向外输出电流时，将以化学能形式存储的能量转化为电能输出。目前使用的起动电机为直流起动电机，在接通起动电机开关瞬间，此时的电流通常可达2000A左右，如果电瓶容量加大，电流还会更高。

瞬间起动电流过高带来以下问题：

1、对起动电机的损伤，大电流一方面会增加线路发热、触点负荷，另一方面会使起动电机输出扭矩增加，带来轴承、齿轮等的损害；

2、对起动线路的损害；

3、对发动机的损害，过大的起动电流产生过高的起动扭矩，导致飞轮齿圈受力增加而损坏，影响使用寿命。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种起动电机限流起动器及其控制方法，解决起动电流过大对起动电机、发动机和起动线路的损害，可根据实际工作状况控制起动电流大小，使起动电机工作于安全界限值内，减小电池消耗和线圈发热。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种起动电机限流起动器的控制方法，通过改变串入起动线路中限流电阻的等效阻值来控制起动电机的起动电流大小。

本发明技术方案的进一步改进在于：限流电阻为若干只并联的限流子电阻。

本发明技术方案的进一步改进在于：各限流子电阻的阻值呈等比数列的规律变化，当起动电机的起动电流超过安全界限值或者超过起动电机当前转速点的最大电流时，按照阻值由小到大的顺序依次断开串入起动线路中的限流子电阻，直至起动电流限制在安全界限值内或不超过起动电机当前转速点的最大电流。

本发明技术方案的进一步改进在于：起动电机上电后，起动电机限流起动器检测起动电机的起动电流，得出当前起动电流值I₀，同时检测发动机的转速，间接得出起动电机转速v，根据如下公式I＝(U_BAT-k*v)/(r_line+r₀+r₁)，计算出起动电机当前转速点的最大电流I，其中：

I为起动电机当前转速点的最大电流；

U_BAT为蓄电池电动势；

k*v为起动电机旋转时产生的感生电动势，与蓄电池电动势反向；