專利名稱：雙速高功率因數(shù)高帶負載能力拖動裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及三相異步電動機，是一種雙速高功率因數(shù)高帶負載能力拖動裝置。
二背景技術：
在油田生產(chǎn)過程中，由于游梁式抽油機的啟動慣量較大，只有裝備容量較大的電動機才能正常啟動；而在正常采油時所需電動機的容量又較小且變化較大。現(xiàn)有常規(guī)的交流電動機的功率因數(shù)為0.4，低轉(zhuǎn)速狀態(tài)下的過載能力為百分之一百二十。由于電動機為感性負載，當負載率很低時，其工作效率和功率因數(shù)也很低，導致整個配電網(wǎng)和電動機處于低效率運行狀態(tài)，而且，當負載功率因數(shù)過低時，會使配電網(wǎng)網(wǎng)損增大，嚴重影響了供電電壓質(zhì)量和生產(chǎn)安全。此外，隨著油井地層來液的多少，需要經(jīng)常調(diào)節(jié)抽油機的沖次。
在國內(nèi)外油田的游梁式抽油機上，目前解決以上問題的方法主要有兩種 一是調(diào)節(jié)傳動比，即改變電動機皮帶輪的大小，通過更換電動機皮帶輪實現(xiàn)變速，但是更換電動機皮帶輪需要停井、且勞動強度大、費用高。二是改變電動機的轉(zhuǎn)速，將電動機設計制造或改造成倍速比的兩種轉(zhuǎn)速的雙速電動機，但這樣不僅更進一步降低了電動機的運行功率因數(shù)和運行效率，也降低了電動機在低速時的帶負載能力，經(jīng)常出現(xiàn)低速時帶不動抽油機的現(xiàn)象，而燒毀電動機影響了油田生產(chǎn)的正常進行。
因此，現(xiàn)有電動機在實際使用過程中存在以下不足無法在保持較高的功率因數(shù)和運行
效率的情況下有效地解決電動機高低速轉(zhuǎn)換的問題，以及無法有效地解決電動機在高速狀態(tài)下的負載能力較低的問題。
三、 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型提供了一種雙速高功率因數(shù)高帶負載能力拖動裝置，解決了上述現(xiàn)有技術之不足，其提高了電動機在高速狀態(tài)下或在低速狀態(tài)下的功率因數(shù)，還提高了電動機在高速狀態(tài)下的負載能力。
本實用新型的技術方案是通過以下措施來實現(xiàn)的 一種雙速高功率因數(shù)高帶負載能力拖動裝置，包括控制電路、雙速電動機和三個移相電容；該雙速電動機包括三角形接法的三相異步電動機定子繞組，該定子繞組包括低速定子繞組和高速定子繞組；而每相的低速定子繞組包括一次低速定子繞組與二次低速定子繞組，并且一次低速定子繞組與二次低速定子繞組相互串聯(lián)但其相位差為120度；三個移相電容通過三角形接法串接在一起；控制電路能夠使三個低速定子繞組電源接線端子分別與三相交流電源的輸出端電連接在一起以低速運轉(zhuǎn)，并使移相電容的三個串接點分別與三個一次低速定子繞組與二次低速定子繞組的串接點接線端子電連接在一起；高速定子繞組采用現(xiàn)有普通三角形接法的三相異步電動機的定子繞組的排列和連接的方式，控制電路能夠使三個高速定子繞組電源接線端子分別與三相交流電源的輸出端電連接在一起以高速運轉(zhuǎn)，并使移相電容的三個串接點分別與高速定子繞組電源接線端子電連接在一起。
下面是對上述實用新型技術方案的進一步優(yōu)化或/和改進
上述控制電路可包括控制柜主線路和控制柜二次線路；該控制柜主線路包括三相交流電源、低速控制電路、低速電容電路和高速控制電路、高速電容電路；該低速控制電路包括三極開關、低速控制接觸器常開觸點和低速定子繞組電源接線端子，三相交流電源的輸出端、三極開關、低速控制接觸器常開觸點、低速定子繞組電源接線端子依序電串接在一起；該低速電容電路包括低速電容接觸器常開觸點和一次低速定子繞組與二次低速定子繞組的串接點接線端子，移相電容的三個串接點、低速電容接觸器常開觸點、 一次低速定子繞組與二次低速定子繞組的串接點接線端子依序電串接在一起；該高速控制電路包括三極開關、高速控制接觸器常開觸點和高速定子繞組電源接線端子，三相交流電源的輸出端、三極開關、高速控制接觸器常開觸點、高速定子繞組電源接線端子依序電串接在一起；該高速電容電路包括三極開關和高速電容接觸器常開觸點，三相交流電源的輸出端、三極開關、高速電容接觸器常開觸點、移相電容的三個串接點依序電串接在一起；該控制柜二次線路包括低速控制回路和高速控制回路；低速控制回路包括控制電源、常開啟動按鈕、常閉停止按鈕、高低速轉(zhuǎn)換開關、低速控制接觸器線圈、低速電容接觸器線圈，控制電源的第一極、常開啟動按鈕、常閉停止按鈕、高低速轉(zhuǎn)換開關的輸入端、轉(zhuǎn)換開關低速觸點、低速控制接觸器線圈的輸入端、低速控制接觸器線圈的輸出端、控制電源的第二極依序電串接在一起，低速電容接觸器線圈的輸入端與輸出端分別和低速電容接觸器線圈的輸入端與輸出端電并接在一起；高速控制回路包括控制電源、常開啟動按鈕、常閉停止按鈕、高低速轉(zhuǎn)換開關、高速控制接觸器線圈、高速電容接觸器線圈，控制電源的第一極、常開啟動按鈕、常閉停止按鈕、高低速轉(zhuǎn)換開關的輸入端、轉(zhuǎn)換開關高速觸點、高速控制接觸器線圈的輸入端、高速控制接觸器線圈的輸出端、控制電源的第二極依序電串接在一起，高速電容接觸器線圈的輸入端與輸出端分別和高速控制接觸器線圈的輸入端與輸出端電并接在一起。
上述低速控制電路中的低速控制接觸器常開觸點與低速定子繞組電源接線端子之間的電路上可電串接有低速熱繼電器熱元件，高速控制電路中的高速控制接觸器常開觸點與高速定子繞組電源接線端子之間的電路上電串接有高速熱繼電器熱元件。
上述低速控制回路中的常開啟動按鈕的兩端可電并接有低速鎖定接觸器常開觸點，高速控制回路中的常開啟動按鈕的兩端電并接有高速鎖定接觸器常開觸點。
上述低速控制回路中的低速控制接觸器線圈與轉(zhuǎn)換開關低速觸點之間的電路上可電串接有高速控制聯(lián)鎖接觸器常閉觸點，低速電容接觸器線圈與轉(zhuǎn)換開關低速觸點之間的電路上電串接有高速電容聯(lián)鎖接觸器常閉觸點；高速控制回路中的高速控制接觸器線圈與轉(zhuǎn)換開關高速觸點之間的電路上電串接有低速控制聯(lián)鎖接觸器常閉觸點，高速電容接觸器線圈與轉(zhuǎn)換開關高速觸點之間的電路上電串接有低速電容聯(lián)鎖接觸器常閉觸點。
上述控制柜二次線路中的低速控制接觸器線圈、低速電容接觸器線圈、高速控制接觸器線圈、高速電容接觸器線圈四者的輸出端的電并接點和控制電源的第二極之間的電路上可依序電串接有高速熱繼電器常閉觸點和低速熱繼電器常閉觸點。
上述控制柜二次線路中的控制電源的第一極與常開啟動按鈕之間可電串接有熔斷器，低速熱繼電器常閉觸點和控制電源的第二極之間的電路上可電串接有熔斷器。
上述一次低速定子繞組的匝數(shù)與二次低速定子繞組的匝數(shù)之間的比值可為一比二。
上述控制柜主線路中的三極開關之后的電路上可電并接有節(jié)電保護器。
本實用新型結(jié)構(gòu)合理而緊湊，使用方便，其通過控制電路實現(xiàn)了雙速電動機中的低速定子繞組和高速定子繞組的工作切換，并通過移相電容的補償作用，提高了電動機運行時的功率因數(shù)及電動機在高速狀態(tài)下的過載能力，從而提高了電動機的運行效率和安全性。
四

附圖1為本實用新型最佳實施例的電動機在低速狀態(tài)下的電路示意圖。附圖2為本實用新型最佳實施例的電動機在高速狀態(tài)下的電路示意圖。附圖3為本實用新型最佳實施例的接線端子結(jié)構(gòu)示意圖。附圖4為本實用新型最佳實施例的控制柜主線路接線示意圖。附圖5為本實用新型最佳實施例的控制柜二次線路接線示意圖。
附圖中的編碼分別為A、 B、 C為三相交流電源；LWA1、 LWB1、 LWC1為一次低速定子繞組，LWA2、 LWB2、 LWC2為二次低速定子繞組，HWA1、 HWB1、 HWC1為高速定子繞組；Cl、 C2、C3為移相電容；U0、 V0、 WO為移相電容的三個串接點，其中U0為C1和C2的串接點，V0為C2和C3的串接點，W0為C1和C3的串接點；Ul、 VI、 Wl為低速定子繞組電源接線端子，U2、 V2、W2為高速定子繞組電源接線端子，U3、 V3、 W3為一次低速定子繞組與二次低速定子繞組的串接點接線端子，其中U3為一次低速定子繞組LWA1與二次低速定子繞組LWC2的串接點，V3為一
7次低速定子繞組LWB1與二次低速定子繞組LWA2的串接點，W3為一次低速定子繞組LWC1與二次低速定子繞組LWB2的串接點；M為雙速電動機，DK為三極開關，LCJ1為低速控制接觸器常開觸點，HCJ2為高速控制接觸器常開觸點，HCJ3為高速電容接觸器常開觸點，LCJ4為低速電容接觸器常開觸點，LRJ1為低速熱繼電器熱元件，HRJ2為高速熱繼電器熱元件，YD為節(jié)電保護器，X為控制電源的第一極，Y為控制電源的第二極，TG/TD為高低速轉(zhuǎn)換開關，L為轉(zhuǎn)換開關低速觸點，H為轉(zhuǎn)換開關高速觸點，SBF為常開啟動按鈕，SBS為常閉停止按鈕，LCJ10為低速控制接觸器線圈，HCJ20為高速控制接觸器線圈，HCJ30為高速電容接觸器線圈，LCJ40為低速電容接觸器線圈，LCJ11為低速鎖定接觸器常開觸點，CJ12為低速控制聯(lián)鎖接觸器常閉觸點，HCJ21為高速鎖定接觸器常開觸點，CJ22為高速控制聯(lián)鎖接觸器常閉觸點，CJ31為高速電容聯(lián)鎖接觸器常閉觸點，CJ41為低速電容聯(lián)鎖接觸器常閉觸點，LRJ10為低速熱繼電器常閉觸點，HRJ20為高速熱繼電器常閉觸點，RD1、 RD2為熔斷器。五具體實施方式
本實用新型不受下述實施例的限制，可根據(jù)本實用新型的技術方案與實際情況來確定具體的實施方式。
下面結(jié)合最佳實施例及附圖對本實用新型作進一步描述
如附圖l、 2、 3、 4、 5所示，該雙速高功率因數(shù)高帶負載能力拖動裝置包括控制電路、雙速電動機M和三個移相電容C1、 C2、 C3;該雙速電動機M包括三角形接法的三相異步電動機定子繞組，該定子繞組包括低速定子繞組和高速定子繞組；而每相的低速定子繞組包括一次低速定子繞組LWA1、 LWB1、 LWC1與二次低速定子繞組LWA2、 LWB2、 LWC2，并且一次低速定子繞組與二次低速定子繞組相互串聯(lián)但其相位差為120度，具體連接為 一次低速定子繞組LWA1與二次低速定子繞組LWC2相互串聯(lián)、 一次低速定子繞組LWB1與二次低速定子繞組LWA2相互串聯(lián)、 一次低速定子繞組LWC1與二次低速定子繞組LWB2相互串聯(lián)；三個移相電容C1、 C2、C3通過三角形接法串接在一起；控制電路能夠使三個低速定子繞組電源接線端子U1、 VI、 Wl分別與三相交流電源A、 B、 C的輸出端電連接在一起以低速運轉(zhuǎn)，并使移相電容的三個串接點UO、 V0、 W0分別與三個一次低速定子繞組與二次低速定子繞組的串接點接線端子U3、 V3、W3電連接在一起；高速定子繞組采用現(xiàn)有普通三角形接法的三相異步電動機的定子繞組的排列和連接的方式，控制電路能夠使三個高速定子繞組電源接線端子U2、 V2、 W2分別與三相交流電源A、 B、 C的輸出端電連接在一起以高速運轉(zhuǎn)，并使移相電容的三個串接點UO、 VO、 WO分別與高速定子繞組電源接線端子U2、 V2、 W2電連接在一起。雙速電動機M共有九個接線端子三個低速定子繞組電源接線端子U1、 VI、 Wl，三個高速定子繞組電源接線端子U2、 V2、
8W2，和三個一次低速定子繞組與二次低速定子繞組的串接點接線端子U3、 V3、 W3。
可根據(jù)實際需要，對上述雙速高功率因數(shù)高帶負載能力拖動裝置作進一步優(yōu)化或/和改
進
如附圖4、 5所示，控制電路包括控制柜主線路和控制柜二次線路；該控制柜主線路包括三相交流電源A、 B、 C、低速控制電路、低速電容電路和高速控制電路、高速電容電路；該低速控制電路包括三極開關DK、低速控制接觸器常開觸點LCJ1和低速定子繞組電源接線端子Ul、 VI、 Wl，三相交流電源A、 B、 C的輸出端、三極開關DK、低速控制接觸器常開觸點LCJ1、低速定子繞組電源接線端子U1、 VI、 Wl依序電串接在一起；該低速電容電路包括低速電容接觸器常開觸點LCJ4和一次低速定子繞組與二次低速定子繞組的串接點接線端子U3、V3、 W3，移相電容的三個串接點UO、 V0、 W0、低速電容接觸器常開觸點LCJ4、 一次低速定子繞組與二次低速定子繞組的串接點接線端子U3、 V3、 W3依序電串接在一起；該高速控制電路包括三極開關DK、高速控制接觸器常開觸點HCJ2和高速定子繞組電源接線端子U2、 V2、 W2，三相交流電源A、 B、 C的輸出端、三極開關DK、高速控制接觸器常開觸點HCJ2、高速定子繞組電源接線端子U2、 V2、 W2依序電串接在一起；該高速電容電路包括三極開關DK和高速電容接觸器常開觸點HCJ3，三相交流電源A、 B、 C的輸出端、三極開關DK、高速電容接觸器常開觸點HCJ3、移相電容的三個串接點UO、 V0、 WO依序電串接在一起；該控制柜二次線路包括低速控制回路和高速控制回路；低速控制回路包括控制電源、常開啟動按鈕SBF、常閉停止按鈕SBS、高低速轉(zhuǎn)換開關TG/TD、低速控制接觸器線圈LCJIO、低速電容接觸器線圈LCJ40，控制電源的第一極X、常開啟動按鈕SBF、常閉停止按鈕SBS、高低速轉(zhuǎn)換開關TG/TD的輸入端、轉(zhuǎn)換開關低速觸點L、低速控制接觸器線圈LCJ10的輸入端、低速控制接觸器線圈LCJ10的輸出端、控制電源的第二極Y依序電串接在一起，低速電容接觸器線圈LCJ40的輸入端與輸出端分別和低速控制接觸器線圈LCJ10的輸入端與輸出端電并接在一起；高速控制回路包括控制電源、常開啟動按鈕SBF、常閉停止按鈕SBS、高低速轉(zhuǎn)換開關TG/TD、高速控制接觸器線圈HCJ20、高速電容接觸器線圈HCJ30，控制電源的第一極X、常開啟動按鈕SBF、常閉停止按鈕SBS、高低速轉(zhuǎn)換開關TG/TD的輸入端、轉(zhuǎn)換開關高速觸點H、高速控制接觸器線圈HCJ20的輸入端、高速控制接觸器線圈HCJ20的輸出端、控制電源的第二極Y依序電串接在一起，高速電容接觸器線圈HCJ30的輸入端與輸出端分別和高速控制接觸器線圈HCJ20的輸入端與輸出端電并接在一起。
如附圖4所示，低速控制電路中的低速控制接觸器常開觸點LCJ1與低速定子繞組電源接線端子U1、 VI、 W1之間的電路上電串接有低速熱繼電器熱元件LRJ1，高速控制電路中的高速控制接觸器常開觸點HCJ2與高速定子繞組電源接線端子U2、 V2、 W2之間的電路上電串接有高速熱繼電器熱元件HRJ2。
如附圖5所示，低速控制回路中的常開啟動按鈕SBF的兩端電并接有低速鎖定接觸器常開觸點LCJll，高速控制回路中的常開啟動按鈕SBF的兩端電并接有高速鎖定接觸器常開觸點HCJ21。
如附圖5所示，低速控制回路中的低速控制接觸器線圈LCJ10與轉(zhuǎn)換開關低速觸點L之間的電路上電串接有高速控制聯(lián)鎖接觸器常閉觸點CJ22，低速電容接觸器線圈LCJ40與轉(zhuǎn)換開關低速觸點L之間的電路上電串接有高速電容聯(lián)鎖接觸器常閉觸點CJ31;高速控制回路中的高速控制接觸器線圈HCJ20與轉(zhuǎn)換開關高速觸點H之間的電路上電串接有低速控制聯(lián)鎖接觸器常閉觸點CJ12，高速電容接觸器線圈HCJ30與轉(zhuǎn)換開關高速觸點H之間的電路上電串接有低速電容聯(lián)鎖接觸器常閉觸點CJ41 。
如附圖5所示，控制柜二次線路中的低速控制接觸器線圈LCJIO、低速電容接觸器線圈LCJ40、高速控制接觸器線圈HCJ20、高速電容接觸器線圈HCJ30四者的輸出端的電并接點和控制電源的第二極Y之間的電路上依序電串接有高速熱繼電器常閉觸點HRJ20和低速熱繼電器常閉觸點LRJIO。
如附圖5所示，控制柜二次線路中的控制電源的第一極X與常開啟動按鈕SBF之間電串接有熔斷器RD1，低速熱繼電器常閉觸點LRJ10和控制電源的第二極Y之間的電路上電串接有熔斷器RD2。
如附圖l、 2所示， 一次低速定子繞組LWA1的匝數(shù)與二次低速定子繞組LWC2的匝數(shù)之間的比值、 一次低速定子繞組LWB1的匝數(shù)與二次低速定子繞組LWA2的匝數(shù)之間的比值、 一次低速定子繞組LWC1的匝數(shù)與二次低速定子繞組LWB2的匝數(shù)之間的比值都為一比二。可根據(jù)實際需要來確定一次低速定子繞組LWA1、 LWB1、 LWC1與二次低速定子繞組LWA2、 LWB2、 LWC2的實際匝數(shù)，但須保持上述比值以獲得最佳效果。
如附圖4所示，控制柜主線路中的三極開關DK之后的電路上電并接有節(jié)電保護器YD。當本實用新型中的雙速電動機M停機時，由于定子繞組與移相電容C1、 C2、 C3之間構(gòu)成了閉合回路，同時由于自激作用會產(chǎn)生高電壓，因而容易造成移相電容C1、 C2、 C3和雙速電動機M的絕緣擊穿；為了減少上述絕緣擊穿現(xiàn)象發(fā)生，在移相電容C1、 C2、 C3上最好接有節(jié)電保護器YD，從而有效消除脈沖高電壓以提高移相電容C1、 C2、 C3和本實用新型的壽命，其中節(jié)電保護器可采用"用電設備節(jié)能保護器"，該"用電設備節(jié)能保護器"已經(jīng)獲得中國專利，其專利號為ZL00207968. 2，但也可采用其它同類現(xiàn)有常規(guī)節(jié)電保護器。以上技術特征構(gòu)成了本實用新型的最佳實施例，其具有較強的適應性和最佳實施效果，可根據(jù)實際需要增減非必要的技術特征，來滿足不同情況的需求。
本實用新型最佳實施例的工作過程是首先，啟動游梁式抽油機時，需要雙速電動機M在低速狀態(tài)下工作，如附圖5所示，將高低速轉(zhuǎn)換開關TG/TD旋至與轉(zhuǎn)換開關低速觸點L連接，按動常開啟動按鈕SBF，在按下常開啟動按鈕SBF的瞬間低速控制回路連通，電流從控制電源的第一極X依次流過熔斷器RD1、常開啟動按鈕SBF、常閉停止按鈕SBS、高低速轉(zhuǎn)換開關TG/TD的輸入端、轉(zhuǎn)換開關低速觸點L、高速控制聯(lián)鎖接觸器常閉觸點CJ22、低速控制接觸器線圈LCJIO、高速熱繼電器常閉觸點HRJ20、低速熱繼電器常閉觸點LRJIO、熔斷器RD2，回到控制電源的第二極Y。同時在電流流至轉(zhuǎn)換開關低速觸點L時，還流經(jīng)一支路，經(jīng)過高速電容聯(lián)鎖接觸器常閉觸點CJ31、低速電容接觸器線圈LCJ40到達高速熱繼電器常閉觸點HRJ20處。此時低速控制接觸器線圈LCJ10產(chǎn)生磁力，使低速鎖定接觸器常開觸點LCJ11保持閉合動作而使低速控制回路持續(xù)連通，低速控制聯(lián)鎖接觸器常閉觸點CJ12保持斷開動作避免了高速控制接觸器線圈HCJ20因帶電誤動作，同時使附圖4中控制柜主線路的低速控制接觸器常開觸點LCJ1動作而閉合。此時低速電容接觸器線圈LCJ40也產(chǎn)生磁力，使低速電容聯(lián)鎖接觸器常閉觸點CJ41保持斷開動作避免了高速電容接觸器線圈HCJ30因帶電誤動作，同時使附圖4控制柜主線路的低速電容接觸器常開觸點LCJ4動作而閉合。這樣，如附圖4所示，控制柜主線路的低速控制電路持續(xù)連通，電流從三相交流電源A、 B、 C依次經(jīng)過三極開關DK、低速控制接觸器常開觸點LCJ1、低速定子繞組電源接線端子U1、 VI、 Wl，進入雙速電動機M的低速定子繞組線圈內(nèi)；同時低速電容電路持續(xù)連通，移相電容C1、 C2、 C3發(fā)出的補償電流從移相電容的三個串接點UO、 V0、 W0經(jīng)過低速電容接觸器常開觸點LCJ4流入一次低速定子繞組與二次低速定子繞組的串接點接線端子U3、 V3、 W3，因此移相電容的三個串接點UO、 VO、 WO可等效為U3、 V3、 W3，此時附圖4可以等效為附圖1，即如附圖l所示 一次低速定子繞組WA1和二次低速定子繞組WC2的串接點U3與一次低速定子繞組WB1和二次低速定子繞組WA2的串接點V3之間接有移相電容C2， 一次低速定子繞組WB1和二次低速定子繞組WA2的串接點V3與一次低速定子繞組WC1和二次低速定子繞組WB2的串接點W3之間接有移相電容C3， 一次低速定子繞組WC1和二次低速定子繞組WB2的串接點W3與一次低速定子繞組WA1和二次低速定子繞組WC2的串接點U3之間接有移相電容C1。由于一次低速定子繞組WA1和二次低速定子繞組WC2連接， 一次低速定子繞組WB1和二次低速定子繞組WA2連接， 一次低速定子繞組WC1和二次低速定子繞組WB2連接，即上述一次低速定子繞組與二次低速定子繞組進行了120度的跨相連接，使得移相電容的三個串接點UO、 VO、 W0間的電壓為380伏，達到移相電容C1、 C2、 C3的額定端電壓。此時，低速定子繞組因補償電流的作用使其運行電流大幅度降低，因而有效增加了雙速電動機M在 低速時的帶負載能力和運行功率因數(shù)。同時，節(jié)電保護器YD的電極通過低速控制接觸器常開 觸點LCJ1與低速定子繞組電源接線端子U1、 VI、 Wl連通，消除脈沖高電壓以保護雙速電動機 M。
其次，游梁式抽油機開始正常工作，需要雙速電動機M在高速狀態(tài)下工作，如附圖5所示， 直接將高低速轉(zhuǎn)換開關TG/TD旋至與轉(zhuǎn)換開關高速觸點H連接，在接通轉(zhuǎn)換開關高速觸點H的 瞬間高速控制回路連通，電流從控制電源的第一極X依次流經(jīng)熔斷器RD1、低速鎖定接觸器常 開觸點LCJll、常閉停止按鈕SBS、高低速轉(zhuǎn)換開關TG/TD、轉(zhuǎn)換開關高速觸點H、低速控制聯(lián) 鎖接觸器常閉觸點CJ12、高速控制接觸器線圈HCJ20、高速熱繼電器常閉觸點HRJ20、低速熱 繼電器常閉觸點LRJIO、熔斷器RD2，回到控制電源的第二極Y;同時在電流流至轉(zhuǎn)換開關高 速觸點H時，還流經(jīng)一支路，經(jīng)過低速電容聯(lián)鎖接觸器常閉觸點CJ41、高速電容接觸器線圈 HCJ30，流至高速熱繼電器常閉觸點HRJ20。此時高速控制接觸器線圈HCJ20產(chǎn)生磁力，使高 速鎖定接觸器常開觸點HCJ21保持閉合動作而使高速控制回路持續(xù)連通，高速控制聯(lián)鎖接觸 器常閉觸點CJ22保持斷開動作避免了低速控制接觸器線圈LCJ10因帶電誤動作，同時使附圖4 中控制柜主線路的高速控制接觸器常開觸點HCJ2動作而閉合。此時高速電容接觸器線圈 HCJ30也產(chǎn)生磁力，使高速電容聯(lián)鎖接觸器常閉觸點CJ31保持斷開動作避免了低速電容接觸 器線圈LCJ40因帶電誤動作，同時使附圖4控制柜主線路的高速電容接觸器常開觸點HCJ3動作 而閉合。這樣，如附圖4所示，控制柜主線路的高速控制電路持續(xù)連通，電流從三相交流電 源A、 B、 C依次經(jīng)過三極開關DK、高速控制接觸器常開觸點HCJ2、高速熱繼電器熱元件HRJ2 和高速定子繞組電源接線端子U2、 V2、 W2，進入雙速電動機M的高速定子線圈；同時高速電 容電路持續(xù)連通，三相交流電源A、 B、 C經(jīng)過高速電容接觸器常開觸點HCJ3與移相電容的三 個串接點UO、 V0、 W0連通，因此，移相電容的三個串接點UO、 V0、 WO可等效為高速定子繞組 電源接線端子U2、 V2、 W2，此時附圖4可以等效為附圖2，即如附圖2所示高速定子繞組 HWA1、 HWB1、 HWC1之間為普通的三角形連接，高速定子繞組HWA1兩端接有移相電容C2、高速 定子繞組HWB1兩端接有移相電容C3、高速定子繞組HWC1兩端接有移相電容C1。由于此時移相 電容C1、 C2、 C3分別與高速定子繞組電源接線端子U2、 V2、 W2電連接，通過移相電容C1、 C2、 C3實現(xiàn)了對雙速電動機M的就地補償功能，有效提高了雙速電動機M高速運行時的功率因 數(shù)。同時，節(jié)電保護器YD的電極通過高速電容接觸器常開觸點HCJ3與移相電容的三個串接點 UO、 VO、 WO連通，及通過高速控制接觸器常開觸點HCJ2與高速定子繞組電源接線端子U2、 V2、 W2連通，消除脈沖高電壓以保護移相電容C1、 C2、 C3和雙速電動機M。
12最后，當需要雙速電動機M停止工作時，按下常閉停止按鈕SBS后，高速控制接觸器線圈 HCJ20、高速電容接觸器線圈HCJ30同時瞬間斷電使高速控制接觸器常開觸點HCJ2、高速電容 接觸器常開觸點HCJ3同時斷開，不再有任何電流通入雙速電動機M的定子線圈，雙速電動機M停轉(zhuǎn)。
此外，當?shù)退贍顟B(tài)下控制柜主線路的工作負荷過大時，低速熱繼電器熱元件LRJ1發(fā)熱， 使控制柜二次線路的低速熱繼電器常閉觸點LRJ10瞬間斷開，低速控制接觸器線圈LCJIO、低 速電容接觸器線圈LCJ40同時斷電，使控制柜主線路的低速控制接觸器常開觸點LCJ1、低速 電容接觸器常開觸點LCJ4同時斷開，不再有任何電流通入雙速電動機M的定子線圈，雙速電 動機M停轉(zhuǎn)。
當高速狀態(tài)下控制柜主線路的工作負荷過大時，高速熱繼電器熱元件HRJ2發(fā)熱，使控制 柜二次線路的高速熱繼電器常閉觸點HRJ20瞬間斷開，高速控制接觸器線圈HCJ20、高速電容 接觸器線圈HCJ30同時斷電，使控制柜主線路的高速控制接觸器常開觸點HCJ2、高速電容接 觸器常開觸點HCJ3同時斷開，不再有任何電流通入雙速電動機M的定子線圈，雙速電動機M停轉(zhuǎn)。
當控制柜二次線路上的電路元件發(fā)生短路時，熔斷器RD1和熔斷器RD2因發(fā)熱而熔斷，控 制柜二次線路被切斷，低速控制接觸器線圈LCJIO、低速電容接觸器線圈LCJ40或高速控制接 觸器線圈HCJ20、高速電容接觸器線圈HCJ30同時斷電，低速控制接觸器常開觸點LCJ1、低速 電容接觸器常開觸點LCJ4 、高速控制接觸器常開觸點HCJ2、高速電容接觸器常開觸點HCJ3 同時斷開，不再有任何電流通入雙速電動機M的定子線圈，雙速電動機M停轉(zhuǎn)，從而有效保護 了雙速電動機M防止其誤動作。
經(jīng)過測試，本實用新型的技術效果為
高轉(zhuǎn)速下本實用新型的功率因數(shù)為0.8至0.9。
低轉(zhuǎn)速下本實用新型的功率因數(shù)為0.9至0.95。
高轉(zhuǎn)速下本實用新型的過載能力為百分之一百四十。
低轉(zhuǎn)速下本實用新型的過載能力為百分之一百二十。
權(quán)利要求權(quán)利要求11、一種雙速高功率因數(shù)高帶負載能力拖動裝置，其特征在于包括控制電路、雙速電動機和三個移相電容；該雙速電動機包括三角形接法的三相異步電動機定子繞組，該定子繞組包括低速定子繞組和高速定子繞組；而每相的低速定子繞組包括一次低速定子繞組與二次低速定子繞組，并且一次低速定子繞組與二次低速定子繞組相互串聯(lián)但其相位差為120度；三個移相電容通過三角形接法串接在一起；控制電路能夠使三個低速定子繞組電源接線端子分別與三相交流電源的輸出端電連接在一起以低速運轉(zhuǎn)，并使移相電容的三個串接點分別與三個一次低速定子繞組與二次低速定子繞組的串接點接線端子電連接在一起；高速定子繞組采用現(xiàn)有普通三角形接法的三相異步電動機的定子繞組的排列和連接的方式，控制電路能夠使三個高速定子繞組電源接線端子分別與三相交流電源的輸出端電連接在一起以高速運轉(zhuǎn)，并使移相電容的三個串接點分別與高速定子繞組電源接線端子電連接在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的雙速高功率因數(shù)高帶負載能力拖動裝置， 其特征在于控制電路包括控制柜主線路和控制柜二次線路；該控制柜主線路包括三相交流電 源、低速控制電路、低速電容電路和高速控制電路、高速電容電路；該低速控制電路包括三 極開關、低速控制接觸器常開觸點和低速定子繞組電源接線端子，三相交流電源的輸出端、 三極開關、低速控制接觸器常開觸點、低速定子繞組電源接線端子依序電串接在一起；該低 速電容電路包括低速電容接觸器常開觸點和一次低速定子繞組與二次低速定子繞組的串接點 接線端子，移相電容的三個串接點、低速電容接觸器常開觸點、 一次低速定子繞組與二次低 速定子繞組的串接點接線端子依序電串接在一起；該高速控制電路包括三極開關、高速控制 接觸器常開觸點和高速定子繞組電源接線端子，三相交流電源的輸出端、三極開關、高速控 制接觸器常開觸點、高速定子繞組電源接線端子依序電串接在一起；該高速電容電路包括三 極開關和高速電容接觸器常開觸點，三相交流電源的輸出端、三極開關、高速電容接觸器常 開觸點、移相電容的三個串接點依序電串接在一起；該控制柜二次線路包括低速控制回路和 高速控制回路；低速控制回路包括控制電源、常開啟動按鈕、常閉停止按鈕、高低速轉(zhuǎn)換開關、低速控制接觸器線圈、低速電容接觸器線圈，控制電源的第一極、常開啟動按鈕、常閉 停止按鈕、高低速轉(zhuǎn)換開關的輸入端、轉(zhuǎn)換開關低速觸點、低速控制接觸器線圈的輸入端、 低速控制接觸器線圈的輸出端、控制電源的第二極依序電串接在一起，低速電容接觸器線圈 的輸入端與輸出端分別和低速電容接觸器線圈的輸入端與輸出端電并接在一起；高速控制回 路包括控制電源、常開啟動按鈕、常閉停止按鈕、高低速轉(zhuǎn)換開關、高速控制接觸器線圈、 高速電容接觸器線圈，控制電源的第一極、常開啟動按鈕、常閉停止按鈕、高低速轉(zhuǎn)換開關 的輸入端、轉(zhuǎn)換開關高速觸點、高速控制接觸器線圈的輸入端、高速控制接觸器線圈的輸出 端、控制電源的第二極依序電串接在一起，高速電容接觸器線圈的輸入端與輸出端分別和高 速控制接觸器線圈的輸入端與輸出端電并接在一起。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙速高功率因數(shù)高帶負載能力拖動裝置， 其特征在于低速控制電路中的低速控制接觸器常開觸點與低速定子繞組電源接線端子之間的 電路上電串接有低速熱繼電器熱元件，高速控制電路中的高速控制接觸器常開觸點與高速定 子繞組電源接線端子之間的電路上電串接有高速熱繼電器熱元件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙速高功率因數(shù)高帶負載能力拖動裝置， 其特征在于低速控制回路中的常開啟動按鈕的兩端電并接有低速鎖定接觸器常開觸點，高速 控制回路中的常開啟動按鈕的兩端電并接有高速鎖定接觸器常開觸點。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙速高功率因數(shù)高帶負載能力拖動裝置， 其特征在于低速控制回路中的低速控制接觸器線圈與轉(zhuǎn)換開關低速觸點之間的電路上電串接 有高速控制聯(lián)鎖接觸器常閉觸點，低速電容接觸器線圈與轉(zhuǎn)換開關低速觸點之間的電路上電 串接有高速電容聯(lián)鎖接觸器常閉觸點；高速控制回路中的高速控制接觸器線圈與轉(zhuǎn)換開關高 速觸點之間的電路上電串接有低速控制聯(lián)鎖接觸器常閉觸點，高速電容接觸器線圈與轉(zhuǎn)換開 關高速觸點之間的電路上電串接有低速電容聯(lián)鎖接觸器常閉觸點。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙速高功率因數(shù)高帶負載能力拖動裝置， 其特征在于控制柜二次線路中的低速控制接觸器線圈、低速電容接觸器線圈、高速控制接觸 器線圈、高速電容接觸器線圈四者的輸出端的電并接點和控制電源的第二極之間的電路上依 序電串接有高速熱繼電器常閉觸點和低速熱繼電器常閉觸點。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的雙速高功率因數(shù)高帶負載能力拖動裝置， 其特征在于控制柜二次線路中的控制電源的第一極與常開啟動按鈕之間電串接有熔斷器，低 速熱繼電器常閉觸點和控制電源的第二極之間的電路上電串接有熔斷器。
8、根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5或6或7所述的雙速高功率因數(shù)高帶負載能力拖動裝置，其特征在于一次低速定子繞組的匝數(shù)與二次低速定子繞組的匝數(shù)之間 的比值為一比二。
9、根據(jù)權(quán)利要求2或3或4或5或6或7所述的雙速高功率因數(shù)高帶負 載能力拖動裝置，其特征在于控制柜主線路中的三極開關之后的電路上電并接有節(jié)電保護器。
10、根據(jù)權(quán)利要求8所述的雙速高功率因數(shù)高帶負載能力拖動裝 置，其特征在于控制柜主線路中的三極開關之后的電路上電并接有節(jié)電保護器。
專利摘要本實用新型涉及三相異步電動機，是一種雙速高功率因數(shù)高帶負載能力拖動裝置，其包括控制電路、雙速電動機和三個移相電容；該雙速電動機包括三角形接法的三相異步電動機定子繞組，該定子繞組包括低速定子繞組和高速定子繞組；而每相的低速定子繞組包括一次低速定子繞組與二次低速定子繞組，并且一次低速定子繞組與二次低速定子繞組相互串朕但其相位差為120度。本實用新型結(jié)構(gòu)合理而緊湊，使用方便，其通過控制電路實現(xiàn)了雙速電動機中的低速定子繞組和高速定子繞組的工作切換，并通過移相電容的補償作用，提高了電動機運行時的功率因數(shù)及電動機在高速狀態(tài)下的過載能力，從而提高了電動機的運行效率和安全性。
文檔編號H02P23/03GK201266902SQ200920300668
公開日2009年7月1日 申請日期2009年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月17日
發(fā)明者漢 張, 來現(xiàn)林 申請人:克拉瑪依市博瑞科技發(fā)展有限公司