專利名稱：跳波式有級變頻無級調(diào)壓電機軟起動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種三級變頻大轉(zhuǎn)矩的電機軟起動裝置，該裝置用于交流電動機工頻電源供電的情況下進行大轉(zhuǎn)矩起動及重載情況的安全起動。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有的交流電動機固態(tài)啟動裝置中，均采用雙向晶閘管反并聯(lián)相位控制降壓起動，由于電動機的轉(zhuǎn)矩與電壓的平方成正比，因而起動轉(zhuǎn)矩很小，沖擊電流很大，一般只能控制在電動機額定電流3-4倍，重載情況時出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)，起動不成功的現(xiàn)象。而采用現(xiàn)有的變頻調(diào)速裝置，則設(shè)備投資費用高。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本實用新型的目的是提供一種跳波式有級變頻無級調(diào)壓電機軟起動裝置，該裝置通過對五組反并聯(lián)晶閘管閥組的控制，以跳波的方式來實現(xiàn)電動機轉(zhuǎn)矩最大化，使電動機完成從靜止到全速的起動。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)解決方案敘述如下跳波式有級變頻無級調(diào)壓電機軟起動裝置，其特征在于該裝置由控制電路和執(zhí)行電路組成，控制電路由微控制器、移相電路、邏輯電路構(gòu)成，移相電路連接微控制器，微控制器連接邏輯電路；微控制器還連接顯示電路、命令輸入、通訊電路，電流調(diào)節(jié)電路；執(zhí)行電路由五組反并聯(lián)晶閘管閥組構(gòu)成，三個電源輸入端子A、B、C由高壓電網(wǎng)供電，五組反并聯(lián)晶閘管閥組接在輸入端子A、B、C和輸出端子 A′、B′、C′之間，第一閥組SA接第一輸入、輸出端子A、A′之間；第二閥組SB接第二輸入、輸出端子B、B′之間；第三閥組SC接第三輸入、輸出端子C、C′之間；第四閥組SD接第三輸入端子C和第二輸出B′之間；第五閥組SE接第二輸入端子B和第三輸出端子C′之間。
本實用新型跳波式有級變頻無級調(diào)壓電機軟起動裝置與現(xiàn)有技術(shù)相比，其新穎性和創(chuàng)造性體現(xiàn)在1、能夠?qū)㈦妱訖C起動轉(zhuǎn)矩提高到傳統(tǒng)降壓電機軟起動的十余倍，達(dá)到額定轉(zhuǎn)矩的80％-90％。起動電流控制在額定電流2倍左右，成本是同類變頻器的20％-25％。
2、起動方式靈活，根據(jù)現(xiàn)場負(fù)載情況和電網(wǎng)情況選擇不同的起動頻率組合，在不同的起動頻率下實現(xiàn)電壓斜坡起動和限流啟動等多種起動方式。
3、電機起動控制靈活，可以實現(xiàn)正反兩個方向起動；具有自由停車、軟停車和制動停車三種停車方式。
4、起動時間起動轉(zhuǎn)矩可調(diào)，可以根據(jù)負(fù)載要求任意調(diào)整起動時間起動轉(zhuǎn)矩。
5、采用數(shù)字控制方式，可以實現(xiàn)多種通訊接口，易于網(wǎng)絡(luò)化。


圖1是本實用新型的執(zhí)行電路原理圖。
圖2是本實用新型的控制電路的原理圖。
圖3是本發(fā)明實施例2的電路原理圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖與具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細(xì)描述實施例1見圖1，該裝置的執(zhí)行電路是通過五組反并聯(lián)晶閘管閥組實現(xiàn)的。三個電源輸入端子A、B、C由高壓電網(wǎng)供電，經(jīng)斷路器QF與五組反并聯(lián)晶閘管閥組相連接；五組反并聯(lián)晶閘管閥組接在輸入端子A、B、C和輸出端子 A′、B′、C′之間，第一閥組SA接第一輸入、輸出端子A、A′之間；第二閥組SB接第二輸入、輸出端子B、B′之間；第三閥組SC接第三輸入、輸出端子C、C′之間；第四閥組SD接第三輸入端子C和第二輸出B′之間；第五閥組SE接第二輸入端子B和第三輸出端子C′之間。
見圖2，該裝置的控制電路由微控制器、移相電路、邏輯電路構(gòu)成，移相電路連接微控制器，將同步信號傳遞給微控制器(TN89C196KC)，微控制器再將信號傳遞給邏輯電路(EPM7160S)，完成對晶閘管閥組的觸發(fā)，微控制器還連接顯示電路、命令輸入、通訊電路，電流調(diào)節(jié)電路。
電動機完成從靜止到全速的起動分為三個階段第一階段，控制裝置產(chǎn)生1/4f的觸發(fā)信號(開啟信號)，作用于接在電源和電動機之間的五組反并聯(lián)的晶閘管閥組上，在電源每個波形的八個半波，變頻起動裝置跳除掉其中的七個，使加在電動機上的電壓基波頻率為工頻的1/4，即為12.5Hz，在此基礎(chǔ)上逐漸把電壓增加到1/4額定電壓，這樣不僅有效地降低了電動機的起動電流，減少了對電網(wǎng)的沖擊，而且通過延遲晶閘管閥組的開啟角的調(diào)節(jié)，盡可能地保持了電動機轉(zhuǎn)矩最大化。因此有效地實現(xiàn)了電動機從0Hz-12.5Hz的起動；第二階段，當(dāng)電動機的轉(zhuǎn)速基本達(dá)到1/4倍全速時，控制系統(tǒng)及時產(chǎn)生1/2f的觸發(fā)信號，在每個波形的四個半波中，變頻起動裝置跳除掉其中的三個，使加在電動機上的電壓電流基波頻率為工頻的1/2，即為25Hz。此時的起動電流也比較低，對電網(wǎng)的沖擊不大。同樣通過調(diào)節(jié)晶閘管閥組的開啟角，來盡可能地保持了電動機轉(zhuǎn)矩最大化。電動機轉(zhuǎn)速從1/4全速開始增加，這樣實現(xiàn)了電動機從12.5Hz-25Hz的起動；第三階段，當(dāng)電動機的轉(zhuǎn)速基本達(dá)到1/2倍全速時，控制系統(tǒng)產(chǎn)生全頻即工頻觸發(fā)信號，這時，不再跳除波形中的任何一個半波，所有的半波都加在電動機上。電動機的轉(zhuǎn)速從1/2倍全速開始增加，這樣實現(xiàn)了電動機從25Hz-50Hz的起動。經(jīng)過一段時間，電動機的轉(zhuǎn)速即可達(dá)到或者接近全速。
這樣，電動機通過頻率從0Hz-12.5Hz、12.5Hz-25Hz和25Hz-50Hz三個階段的加速，完成了從靜止到全速的加速過程。加速過程結(jié)束后，所有晶閘管組全部開通，旁路接觸器將閥組短接，然后關(guān)閉晶閘管閥組觸發(fā)脈沖，完成由起動工況向運行工況的無擾切換，從此，電動機進入額定轉(zhuǎn)速運行狀態(tài)。
此外，該起動裝置還可以為電動機提供了3種停機方式。
第一種為自由停機方式。在此方式下，控制系統(tǒng)關(guān)斷所有閥組，使電動機在無電狀態(tài)下自由停機。采用這種停機方式在機械系統(tǒng)慣性較大的情況下，電動機往往需要很常時間才能停下來。
第二種為軟停機方式。在此方式下，控制系統(tǒng)按與起動過程相反的順序，使施加在電動機上的頻率從50Hz、25Hz、12.5Hz到0Hz。這種停機方式比第一種方式能明顯縮短時間。
第三種為電制動停機方式。在此方式下，控制系統(tǒng)使施加在電機上的電壓波形出現(xiàn)直流成分，通過控制閥組的導(dǎo)通角來控制制動轉(zhuǎn)矩和制動電流。這種停機方式可以實現(xiàn)電機快速停機。
實施例2對于某些只需要1/4f和全頻2個有級起動階段就能滿足起動需要的應(yīng)用場合，則圖1電路可以省去SD和SE晶閘管閥組，既只保留SA、SB和SC晶閘管閥組。
電路連接關(guān)系為見圖3，三個電源輸入端子A、B、C由高壓電網(wǎng)供電，五組反并聯(lián)晶閘管閥組接在輸入端子A、B、C和輸出端子 A′、B′、C′之間，第一閥組SA接第一輸入、輸出端子A、A′之間；第二閥組SB接第二輸入、輸出端子B、B′之間；第三閥組SC接第三輸入、輸出端子C、C′之間。
權(quán)利要求1.跳波式有級變頻無級調(diào)壓電機軟起動裝置，其特征在于該裝置由控制電路和執(zhí)行電路組成，控制電路由微控制器、移相電路、邏輯電路構(gòu)成，移相電路連接微控制器，微控制器連接邏輯電路；微控制器還連接顯示電路、命令輸入、通訊電路，電流調(diào)節(jié)電路；執(zhí)行電路由五組反并聯(lián)晶閘管閥組構(gòu)成，三個電源輸入端子A、B、C由高壓電網(wǎng)供電，五組反并聯(lián)晶閘管閥組接在輸入端子A、B、C和輸出端子 A′、B′、C′之間，第一閥組SA接第一輸入、輸出端子A、A′之間；第二閥組SB接第二輸入、輸出端子B、B′之間；第三閥組SC接第三輸入、輸出端子C、C′之間；第四閥組SD接第三輸入端子C和第二輸出B′之間；第五閥組SE接第二輸入端子B和第三輸出端子C′之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的跳波式有級變頻無級調(diào)壓電機軟起動裝置，其特征在于對于需要1/4f和全頻2個有級起動階段就能滿足起動需要的應(yīng)用場合，電路連接關(guān)系為三個電源輸入端子A、B、C由高壓電網(wǎng)供電，五組反并聯(lián)晶閘管閥組接在輸入端子A、B、C和輸出端子 A′、B′、C′之間，第一閥組SA接第一輸入、輸出端子A、A′之間；第二閥組SB接第二輸入、輸出端子B、B′之間；第三閥組SC接第三輸入、輸出端子C、C′之間。
專利摘要本實用新型涉及一種跳波式有級變頻無級調(diào)壓電機軟起動裝置，該裝置由控制電路和執(zhí)行電路組成，控制電路由微控制器、移相電路、邏輯電路構(gòu)成，移相電路連接微控制器，微控制器連接邏輯電路；微控制器還連接顯示電路、命令輸入、通訊電路，電流調(diào)節(jié)電路；執(zhí)行電路由五組反并聯(lián)晶閘管閥組構(gòu)成。通過控制電路產(chǎn)生的觸發(fā)信號，作用于接在電源和電動機之間的五組反并聯(lián)晶閘管閥組，以跳波的方式來實現(xiàn)電動機轉(zhuǎn)矩最大化，使電動機完成從靜止到全速的起動。該方法可使起動轉(zhuǎn)矩提高到傳統(tǒng)降壓電機軟起動的十余倍，起動電流控制在二倍額定電流，成本僅為同類變頻器的20％－25％。
文檔編號H02P1/30GK2930089SQ20062009226
公開日2007年8月1日 申請日期2006年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月26日
發(fā)明者李興, 徐英勝, 司明起, 左強 申請人:遼寧榮信電力電子股份有限公司