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高压电机软起动方法及装置技术原理

技术领域:

    本技术涉及高压电机拖动控制技术领域。尤其涉及一种高压电机软起动装置。主要适用于串接在高压电机定子绕组回路中,进行调压软起动,特别适用于500KW以上,6—10KV大功率高压电机的软起动、软停机。

高压电机软启动

技术背景

    目前,对于高压电机软起方法及装置有多种, 一般采用电抗器作为大 功率高压电机的起动设备,虽然结构简单,但由于起动过程中电抗(阻抗) 值固定不变,起动特性较硬,并易产生二次冲击,选配不当时还会造成起动不 成功的现象。此外还有用晶闸管进行调压的、用液体电阻进行调压的、用励磁 方式调压的等。用晶闸管进行调压的是直接在高压回路采用晶闸管进行调压的固态软起动,由于受可控硅器件耐压的限制, 一直不好解决,其可靠性不是很 高,用户的维修技术跟不上,而且晶闸管输出电压中含有大量的高次谐波,会对高压电动机造成伤害,也会对电网产生谐波污染,固存在高风险,高成本和高谐波污染,技术难度大,过载能力弱,维护成本高的问题。用液体电阻进行 调压的,是在高压回路中,串联液体电阻,采用极板在液体中运动,改变极板距离,而改变液体的电阻,因而改变电动机的起动电压,其效果尚可,虽成本低,无谐波污染,但受使用环境和温度影响,在高寒和北方地区液体易冻结, 而且在液体中通入高压电,危险性大,由于液体有腐蚀性,极板及水箱易被腐蚀,液体容易蒸发,故维护工作量大,维护成本高,使用寿命短,而且起动时同时消耗大量有功功率,能耗大。用励磁方式调压的,是采用三相交流绕组和 一个直流励磁绕组,通过调接励磁的大小来调节交流绕组的磁饱和度,达到起动过程可调目的。但由于注入直流,噪音大,调节范围有限,谐波污染大,损耗也大。 


技术内容

    本技术的目的在于提供一种起动安全可靠、节约能源、无谐波污染、操作简单的高压电机软起动方法及其装置。本技术提供的这种高压电机软起动方法是在高压电动机运行电源开关的 两端每相电源都并联磁阻可调节的电感器,该电感器的磁阻调节采用使电感器 线圈与电感器磁芯发生相对移动来实现。按照上述方法本技术还提供了高压电动机软起动装置,它包括高压电动机 运行电源开关,还包括电感器线圈、电感器磁芯、带动电感器线圈或者电感器 磁芯使他们发生相对移动的至少一个驱动机构及相应的传动机构,在运行电源开关的每相电源输入输出端都并联有所述电感器线圈。本技术装置中的驱动机构可以采用电动机驱动机构或者气动驱动机构或者 液动驱动机构。本技术装置朝同方向移动的电感器磁芯或者电感器线圈由一个驱动机构带动。由于本技术在高压电机运行电源开关每相电源的输入输出端都并联有磁阻可调节的电感器,既将所述电感器串联在高压电动机起动回路中,当磁阻发 生改变时,电抗值发生改变,根据串联电路的分压原理,可使高压电机的起 动电压得到平稳改变,达到电动机的软起动效果,反之可达到电动机软停机效果。


本技术有下述优点

1、 本技术采用改变电感器磁芯在电感器线圈中的位置,来改变线圈磁场 中磁介质的导磁率,而改变电感器线圈电感(阻抗)值,这是一种渐进减退的 改变,能使高压电机可靠地平滑起动,不存在二次冲击。

2、 能保持工频电网的正弦波,无谐波污染,对电动机也无任何伤害影响。

3、 不受使用环境和温度与地理位置的影响。

4、 由于通过电感线圈调压,无有功功率损耗,因而耗能极小,故节能效果好。

5、 结构简单,容易制造,维护技术易懂简便,维护成本低。

6、 能使高压电机安全可靠起动或停机,使用寿命长,过载能力强,操作简单。


图1是本技术电气原理图; 图2是本技术实施方式一的结构示意图; 图3是图2沿A-A线的剖视图; 图4是本技术实施方式二的结构示意图。


具体实施方式

   本技术高压电机软起动方法是在高压电动机运行电源开关的两端每相电 源都并联磁阻可调节的电感器,该电感器的磁阻调节采用使电感器线圈与电感 器磁芯发生相对移动来实现。用这种方法构建的装置有很多种,以下举出两种 典型的实施方式-实施方式一参见图1-图3。

   本实施方式包括高压电动机运行电源开关l,还包括电感器线圈2、电感器 磁芯3、驱动机构4、传动机构5、固定支架6、轨道7,对于高压电动机运行 的每相电源而言,运行电源开关1的输入输出端都并联有所述电感器线圈2 (见 图l)。从图2可以看出驱动机构4可以采用现有技术中的所有驱动机构,如电 机驱动机构(电机一皮带轮或电机一齿轮等)或者气动驱动机构(如气缸一推 动杆等)或者液动驱动机构(如液压缸一推动杆等),传动机构5则与驱动机构相适应。可根据电动机所拖动设备的轻重和电网的承受能力,整定最大起动电流值。将起动电流控制在整定的起动电流最大值以下,直到起动完成,电动机达到正常转速时,合上运行电源开关1,高压电动机起动成功,正常运转,电感器线圈成旁路。


实用要求

1、一种高压电机软起动方法,其特征是在所述高压电动机运行电源开关的每相电源输入输出端都并联磁阻可调节的电感器,该电感器的磁阻调节采用使电感器线圈与电感器磁芯发生相对移动来实现。

2、 一种按实用要求l所述方法制作的高压电机软起动装置,包括高压电机运行电源开关(1),其特征在于还包括电感器线圈(2)、电感器磁芯(3)、 带动电感器磁芯或者电感器线圈使他们发生相对移动的至少一个驱动机构(4) 及相应的传动机构(5),所述运行电源开关(1)的每相电源输入输出端都并联 有所述电感器线圈(2)。

3、 根据实用要求2所述高压电机软起动装置,其特征在于所述驱动机构 (4)采用电动机驱动机构或者气动驱动机构或者液动驱动机构。

4、 根据实用要求2或3所述高压电机软起动装置,其特征在于朝同方向 移动的电感器磁芯(3)或者电感器线圈(2)由一个驱动机构带动。

5、 根据实用要求4所述高压电机软起动装置,其特征在于所述电感器线 圈(2)在固定支架上(6),传动机构(5)采用相啮合的丝杆(51)和丝母(52), 其中丝杆(51)可转动地安装在固定支架(6)上,各电感器磁芯(3)的尾部 连为一体,丝母(52)设在电感器磁芯(3)上,各电感器线圈(2)内设有供 电感器磁芯(3)移动的轨道(7),由驱动机构(4)通过丝杆(51)带动电感 器磁芯(3)沿所述轨道移动。

6、 根据实用要求4所述高压电机软起动装置,其特征在于所述电感器磁 芯(3)安装在固定支架(6)上,传动机构(5)采用相啮合的丝杆(51)和丝 母(52),其中丝杆(51)可转动地安装在固定支架(6)上,各电感器线圈(2) 安装在一个线圈架(8)上,丝母(52)设在线圈架(8)上,由驱动机构(4) 通过丝杆(51)带动电感器线圈(2)移动。


实用摘要

    本技术公开了一种高压电机软起动方法及装置。本技术是在高压电机运行电源开关的两端每相电源都并联磁阻可调节的电感器,该电感器的磁阻调节采用使电感器线圈与电感器磁芯发生相对移动来实现。本技术具有起动电流小且平滑,无谐波污染,对电动机无伤害影响、成本低、节能、过载能力强的优点。主要用于高压电机软起动,软停机。


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