一种用于高压异步电动机的节能软起动装置

摘要

本发明涉及高压异步电动机应用的技术领域，公开了一种用于高压异步电动机的节能软起动装置。为了解决现有技术中软起动器存在的占地大等问题，提出了如下技术方案：一种节能软起动装置，其特征是：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；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。有益效果是实现了软起动、低负荷率下的节能运行。

主权项

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； 控制电路的六个输出接口与触发信号功率放大电路的六个输入端连接； 触发信号功率放大电路，其输出端具有六路，每一路中包括三对以上的输出端，所述的三对以上，其具体对数与每一小组中同向串联的大功率晶闸管的数量对应相同，并且每一对输出端与大功率晶闸管门极、阴极跨接相连； 其特征是： 所述的三相高压交流电源，其三相为A相、B相和C相； 所述的同步信号电路包括：共用电阻，共用电容，三相同步变压器，三条相同的同步分电路； 所述的三相同步变压器，包括初级绕组和次级绕组； 初级绕组包括三个分绕组，各分绕组的一端分别与三相高压交流电源的一相连接，各分绕组的另一端连接在一起； 次级绕组包括三个分绕组，三个分绕组的首端构成三相同步变压器的三个输出接线端；三个分绕组的末端连接在一起、并和直流电源的负极相连，同时该连接点作为电平接地端； 每一条同步分电路均包括：集成运放电路构成的比较器、光电耦合器、第一输入电阻、第二输入电阻、第一叠加电阻、第二叠加电阻、比较器输出电阻、光电耦合器射极输出电阻、同步滤波电容；比较器的电源接线端连接直流电源的正极、负极； 三相同步变压器的三个输出接线端各连接一条同步分电路，即每一同步分电路具有如下的连接关系：三相同步变压器的一个输出接线端、第一输入电阻、第二输入电阻、比较器的正相输入端，四者串联连接；第一叠加电阻的一端和第二叠加电阻的一端、它们均与第一输入电阻和第二输入电阻的公共接线端连接；同步滤波电容，其一端与比较器的同相输入端连接、其另一端与电平接地端相连；比较器输出电阻，其一端与比较器输出端连接、其另一端与光电耦合器的输入正端连接；光电耦合器的输入负端与电平接地端连接；光电耦合器，其输出正端与直流电源正极端连接，其输出负端通过光电耦合器射极输出电阻与电平接地端连接；光电耦合器的输出负端还与控制电路的输入端连接、输出同步信号； 共用电阻的下端和共用电容的上端连接形成公共点，该点同时与三条同步分电路中的三个比较器的反相输入端全部连接；共用电阻的上端与三条同步分电路中的三个第二叠加电阻的另一端全部连接；共用电容的下端与电平接地端相连；三个第一叠加电阻的另一端全部与直流电源正极端连接； 所述的信号检测处理电路包括对流过电动机电流大小进行检测的电流检测电路；所述的电流检测电路，包括三个电流互感器、六个整流二极管、两个钳位二极管、一个电位器、一个限流电阻、一个滤波电解电容、一个平滑滤波电容； 六个整流二极管分成三组，每组中的上下两个整流二极管均同向串联连接；串联连接后的三组整流二极管、电位器固定的上端下端、滤波电解电容再并联连接； 三个电流互感器，其原边线圈分别串接在三条相线中，其副边线圈的一端分别通往对应的一组整流二极管、并与该组上下整流二极管的公共接线端连 接，其副边线圈的另一端与电平接地端连接；或者，每个电流互感器均包括磁环和缠绕在磁环上的感应线圈，三条相线分别穿过三个电流互感器的磁环，感应线圈的一端分别通往对应的一组整流二极管、并与该组上下整流二极管的公共接线端连接，感应线圈的另一端与电平接地端连接； 电位器的移动接线端分成三路连接：第一路与一个钳位二极管的正极连接、该管的负极与直流电源正极端连接；第二路与另一个钳位二极管的负极连接、此管的正极与电平接地端连接；第三路是按移动接线端、限流电阻、平滑滤波电容、电平接地端进行串联连接；限流电阻和平滑滤波电容的公共端与与控制电路的输入端连接、输出检测到的电流信号； 所述的信号检测处理电路包括对电动机接线端电压大小进行检测的电压检测电路； 所述的电压检测电路，包括：滤波电容、电位器、限流电阻、平滑滤波电容、由四个整流二极管构成的桥式整流电路；桥式整流电路的输出两端，其一端为正极输出端，其另一端为负极输出端、并与电平接地端连接； 桥式整流电路，其输入端与电动机的三个接线端中的任意两个接线端连接，其输出端与滤波电容、电位器固定的上端下端并联连接；电位器的中间移动接线端、限流电阻、平滑滤波电容、电平接地端串联连接；限流电阻和平滑滤波电容的公共端与控制电路的输入端连接、输送检测到的电压信号； 所述的信号检测处理电路包括功率因数信号检测电路；所述的功率因数信号检测电路包括两个电路：其一个电路是：间接检测电动机电流过零点的管压降检测电路；其另一个电路是：检测电网电压过零点的同步信号电路； 所述的管压降检测电路包括输入端和输出端，其输入端跨接在大功率晶闸管的阳极、阴极之间；所述的大功率晶闸管的阳极、阴极是指功率执行电路中的任意一个大功率晶闸管的阳极、阴极；或者，所述的大功率晶闸管是指功率执行电路中六小组大功率晶闸管中的任意一组，所述的阳极是指串联在该小组最前的大功率晶闸管阳极、所述的阴极是指串联在该小组最后的大功率晶闸管阴极； 所述的管压降检测电路和所述的同步信号电路，它们的输出端分别与控制电路的输入端相连； 所述的管压降检测电路包括：降压隔离变压器，第一电阻，第二电阻，输入侧内部设有双向发光二极管的光电耦合器，集电极电阻，输出电阻；所述的降压隔离变压器包括原边绕组和副边绕组； 降压隔离变压器的原边绕组跨接在管压降检测电路的输入两端；降压隔离变压器的副边绕组的一端、第一电阻、光电耦合器的输入侧、第二电阻、降压隔离变压器的副边绕组的另一端，它们串联连接；直流电源的正极端、集电极电阻、光电耦合器的输出侧、直流电源的负极端，它们串联连接；集电极电阻和光电耦合器输出侧的公共连接点、输出电阻、控制电路的输入端，它们串联连接。