[发明专利]基于磁流变胶的异步电动机软启动及调速系统

说明书

本发明公开了一种基于磁流变胶的异步电动机软启动及调速系统，包括与异步电动机串联的可控电阻装置和用于控制可控电阻装置电阻的控制电路；所述可控电阻装置包括磁流变胶电阻和用于控制磁流变胶电阻所处磁场大小的磁场发生器，所述控制电路与磁场发生器电连接并通过控制磁场发生器的励磁电流大小进而控制磁流变胶电阻的阻值大小；能够提高大功率异步电动机的软启动装置的响应时间、精度、灵敏度和安全性能，减少软启动装置、系统的复杂程度和难易性，以及降低基建和维护成本，减少环境对其的影响，简化调速模块并且提高电动机的调速性能。

技术领域

本发明涉及大功率异步电动机领域，具体涉及一种基于磁流变胶的异步电动机软启动及调速系统。

背景技术

异步电动机的启动性能最重要的参数是启动转矩和启动电流。当电机容量较大时，直接启动的大电流对电网的冲击几乎类似于三相短路对电网的冲击，常常会引发高功率振荡，使电网失去稳定，危害电网的安全运行。另外，启动电流中含有大量的高次谐波，会在电网中引起高频谐振，造成继电保护误动作、自动开关失灵等故障。大电流产生的焦耳热反复作用于导线外绝缘，使绝缘加速老化，寿命降低。高压开关合闸时触头的抖动现象会在电机定子绕组上产生操作过电压，有时会达到外加电压的5倍以上，这样高的过电压会对电机的绝缘造成极大伤害。还有，启动大电流在电机定子线圈和转子鼠笼条上产生很大的冲击力，会造成夹紧松动、线圈变形、鼠笼条断裂等故障。全压直接启动时的转矩大约为额定转矩的2倍，如此大并且突然的力矩作用在静止的机械设备上，会加速齿轮磨损甚至打齿、加速皮带磨损甚至拉断皮带、加速风叶疲劳甚至折断风叶等等。

将电动机进行软启动的方式，即调整电动机启动时的所需电压或者电流大小来完成启动工作，能够减小启动过程中引起的电网电压下降，使之不影响共网的其他电气设备，减小直接启动带来的机械冲力，减缓传动机械的磨损，保证电动机的工作安全和效率。

目前而言，电动机的“软启动”方式有：“有级”与“无级”两种方式。“有级软启动”也称为“传统软启动”，调节方法为分档调节，例如：延边三角形启动方法，定子串电抗或电阻软启动方法等，基本的原理都是通过降压实现软启动。传统软启动方式最大的优点就是不会产生谐波的污染，但仍然存在以下问题：1.效率低下，运行参数不易修改，增加了设备系统的复杂程度，不便于操作和管理，增加了故障点；2.传统软启动设备较大，启动时间过长，电机升温迅速，容易让电机胶质部分老化。“无级软启动”则为一种连续调节方式，基本满足现代软启动的要求：启动时平稳、易操控、适应性强、配置灵活，通过利用控制编程器、继电器、晶闸管等电气元器件的设计的电子控制系统来实现电动机的软启动，例如大功率电动机常见的液阻软启动：它的阻值正比于相对的两块电极板的距离，反比于电解液的电导率，极板距离和电导率都是便于控制的并且成本比较低廉，但存在高压电动反电势建立的速率和水阻变化的速率很难一致，从而造成启动电流的斜率很大，严重时会迫使上一级开关跳闸的问题，响应速度、精度以及灵敏度都比较低；其次，环境温度的变化对启动性能也有很大的影响，需要定期给水箱补水，并且整体装置体积大，需要经常维护，会增加基建投资。