一種壓力機軟啟動裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種壓力機的軟啟動裝置，包括軟起動器、主回路、控制回路，所述主回路電源端連接到軟起動器端子1L1、3L2、5L3，電動機端連接到軟起動器端子2T1、4T2、6T3，主回路的外置旁路接觸器KM1分別接到軟起動器端子B1、B2和B3的進線側(cè)以及軟起動器端子2T1、4T2、6T3，所述控制回路接線為：交流220V 50Hz電源通過2極斷路器QF209連接到軟起動器端子1、2上，軟起動器端子是功能接地。本實用新型的優(yōu)點在于：實現(xiàn)了電機的平穩(wěn)起動和運行,有效降低了壓力機的起動電流，可減少配電容量，避免電網(wǎng)增容投資。同時也減少了壓力機及負(fù)載設(shè)備的起動應(yīng)力，延長了壓力機及相關(guān)設(shè)備的使用壽命。
【專利說明】一種壓力機軟啟動裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電機領(lǐng)域，尤其涉及壓力機軟啟動裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]異步電動機以其優(yōu)良的性能及無需維護的特點，在各行各業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。然而由于其起動時要產(chǎn)生較大沖擊電流(一般為Ie的5-8倍)，同時由于起動應(yīng)力較大，使負(fù)載設(shè)備的使用壽命降低。傳統(tǒng)上采用的降壓起動的方法有星三角轉(zhuǎn)換、自藕降壓降壓起動。雖然這兩種起動方式均可降低起動電流，但是在降壓起動過程完成后的分檔投切和加全壓的瞬間，仍將產(chǎn)生數(shù)倍額定電流的尖峰電流(二次沖擊電流)，此電流將對配電系統(tǒng)造成沖擊，同時產(chǎn)生的破壞性的動態(tài)轉(zhuǎn)矩會弓I起水泵電機的機械震動，對電機的轉(zhuǎn)子、中間齒輪等非常有害，并使供電線路電耗增大。
[0003]軟起動器于20世紀(jì)70年代末和80年代初投入市場。它是一種集軟起動、軟停車、輕載節(jié)能和多功能保護于一體的電機控制裝備。在整個起動過程中實現(xiàn)無沖擊而平滑的起動電流，而且可根據(jù)電動機負(fù)載的特性來調(diào)節(jié)起動過程中的各種參數(shù)，如限流值、起動時間等。此外，它還具有多種對電機保護，這就從根本上解決了傳統(tǒng)的降壓起動設(shè)備的諸多弊端。
[0004]軟起動器的工作原理:軟起動器采用三相反并聯(lián)晶閘管作為調(diào)節(jié)器，將其接入電源和電動機定子之間。這種電路如三相全橋式整流電路。使用軟起動器起動電動機時，晶閘管全導(dǎo)通，電動機工作在額定電壓時的機械特性上，實現(xiàn)平滑起動，降低起動電流，避免起動過流跳閘。待電機達到額定轉(zhuǎn)數(shù)時，起動過程結(jié)束，軟起動器自動用旁路接觸器取代已完成任務(wù)的晶閘管，為電動機正常運轉(zhuǎn)提供額定電壓，以降低晶閘管的熱損耗，延長軟起動器的使用壽命，提高其工作效率，又使電網(wǎng)避免了諧波污染。軟起動器同時還提供軟停車功能，軟停車與軟起動過程相反，電壓逐漸降低，轉(zhuǎn)速逐漸下降到零，避免自由停車引起的轉(zhuǎn)矩沖擊。軟起動器有三種起動方式:電壓斜坡起動一可得到最大的輸出扭矩；限流起動一可有效地限制起動電流；點動一可實現(xiàn)試車調(diào)試功能。
[0005]在電動機起動時，降低加到電動機定子繞組的電壓，可以減小電動機的起動電流。一般降壓起動是指電動機在起動過程中加在電動機定子繞組的電壓變化是瞬間突變的；而軟起動是使用調(diào)壓裝置在規(guī)定的起動時間內(nèi)，自動地將起動電壓連續(xù)、平滑地上升直到達到額定電壓。
[0006]異步電動機的機械特性可用n = f(M)來表示。其特性曲線如圖1至圖3所示。從圖1至圖3中可以看出，若采用一般降壓起動，假設(shè)起動電壓U = 0? 5Ue，則電動機起動時的轉(zhuǎn)矩為O。25Mn，即起動時的轉(zhuǎn)矩只有電動機最大轉(zhuǎn)矩的1/4。如果在此時將電壓U加大到電動機額定電壓Ue,則電動機的轉(zhuǎn)矩一下子就從1/4跳到Mn，這樣的起動過程是跳躍的、不平滑的，對生產(chǎn)工藝要求平穩(wěn)起動的場合不宜采用。而軟起動從初始電壓開始電壓連續(xù)平穩(wěn)地增大。從圖1至3中0.5Ue的那條曲線連續(xù)平滑的不斷向右平行移動，一直平穩(wěn)到與額定電壓Ue那條曲線重合時為止，那么電動機的轉(zhuǎn)矩就會平滑地增大一直到轉(zhuǎn)矩為最大值Mn時為止，起動過程也就結(jié)束。這樣，起動過程中電動機的轉(zhuǎn)矩是平滑的而不是跳躍的，起動過程是平穩(wěn)的。比較異步電動機的各種起動方式，可以看出當(dāng)電機全壓起動時，對電網(wǎng)的沖擊最大，沖擊時間也最長，而通常使用的降壓起動(星三角降壓起動)對電網(wǎng)的沖擊雖比較小，但是由于涉及到一個線圈電壓切換過程，所有出現(xiàn)二次沖擊的不利環(huán)節(jié)，軟起動由于在起動前設(shè)定了一個部隊電網(wǎng)產(chǎn)生影響的起動電流，故無沖擊電流，對電網(wǎng)的影響最小，并且能消除起動力矩的沖擊。
實用新型內(nèi)容
[0007]本實用新型的所要解決的技術(shù)問題在于提供一種有效降低壓力機的起動電流，同時也減少了壓力機及負(fù)載設(shè)備的起動應(yīng)力，延長了壓力機及相關(guān)設(shè)備的使用壽命的壓力機的軟啟動裝置。
[0008]本實用新型采用以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題的:一種壓力機的軟啟動裝置，包括軟起動器、主回路、控制回路，所述主回路電源端連接到軟起動器端子1L1、3L2、5L3，電動機端連接到軟起動器端子2T1、4T2、6T3，主回路的外置旁路接觸器KMl分別接到軟起動器端子B1、Β2和Β3的進線側(cè)以及軟起動器端子2Τ1、4Τ2、6Τ3，所述控制回路接線為:交流220V 50Hz電源通過2極斷路器QF209連接到軟起動器端子1、2上，軟起動器端子是功能接地。
[0009]優(yōu)化的，壓力機的軟啟動裝置選用的內(nèi)部控制電源，軟起動器端子8、9短接，中間繼電器KAO的一端接軟起動器端子4、5，另一端接軟起動器端子11，中間繼電器KAO連接PLC0
[0010]優(yōu)化的，所述軟起動器有3組可編程輸出繼電器，中間繼電器Kl接到第一組繼電器常開端子13、14上，中間繼電器K2接到第二組繼電器常開端子16、17上，中間繼電器K3接到第三組繼電器常開端子19、20上，模擬量輸出端子23、24接到PLC上。
[0011]本實用新型的優(yōu)點在于:實現(xiàn)了電機的平穩(wěn)起動和運行，它有效降低了壓力機的起動電流，可減少配電容量，避免電網(wǎng)增容投資。同時也減少了壓力機及負(fù)載設(shè)備的起動應(yīng)力，延長了壓力機及相關(guān)設(shè)備的使用壽命。軟停車功能有效地解決了慣性系統(tǒng)的停車喘振問題，是傳統(tǒng)起動設(shè)備無法實現(xiàn)的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為直接起動、星/三角起動和軟起動在電動機電壓(V)的不同表現(xiàn)曲線圖。
[0013]圖2為直接起動、星/三角起動和軟起動在電流⑴的不同表現(xiàn)曲線圖。
[0014]圖3為直接起動、星/三角起動和軟起動在電動機轉(zhuǎn)矩(M)的的不同表現(xiàn)曲線圖。
[0015]圖4為本實用新型壓力機軟啟動裝置的結(jié)構(gòu)原理圖。

【具體實施方式】
[0016]以下結(jié)合附圖對本實用新型進行詳細的描述。
[0017]采用本實用新型進行軟啟動的電氣接線方式如下:首先是主回路接線，將主回路電源端連接到軟起動器端子1L1、3L2、5L3 ;將電動機端連接到軟起動器端子2T1、4T2、6T3 ；然后將外置旁路接觸器KMl分別接到端子B1、Β2和Β3的進線側(cè)，以及軟起動器端子2Τ1、4T2、6T3。然后是控制回路電源和控制回路接線，將交流220V 50Hz電源通過2極斷路器QF209 (6A)連接到軟起動器端子1、2上。軟起動器端子3是功能接地，將電纜接到與軟起動器距離較近的接地點上，電纜應(yīng)盡可能短。
[0018]本實施例中是選用的內(nèi)部控制電源，因此軟起動器端子8、9短接，然后使用一個帶有輔助中間繼電器KAO來實現(xiàn)起動和停止控制，中間繼電器KAO的一端接軟起動器端子4、5，另一端接軟起動器端子11。
[0019]中間繼電器KAO是通過PLC程序控制。
[0020]本實用新型所選的軟起動器有3組可編程輸出繼電器，將中間繼電器Kl接到第一組繼電器常開端子13、14上，通過軟起動器設(shè)置成起動完畢功能；將中間繼電器K2接到第二組繼電器常開端子16、17上，通過軟起動器設(shè)置成事件下的電機過載功能；將中間繼電器K3接到第三組繼電器常開端子19、20上，通過軟起動器設(shè)置成事件下的三相失衡功能。最后將模擬量輸出端子23、24接到PLC的模擬量輸入模塊上，通過軟起動器設(shè)置成電機電流功能，實現(xiàn)在PLC上監(jiān)控電機電流變化情況。
[0021]工作原理如下:當(dāng)電機起動時，PLC控制繼電器KAO閉合，起動軟起動器，然后由電子電路控制晶閘管的導(dǎo)通角使電動機的端電壓以設(shè)定的速度逐漸升高，一直升到全電壓，使電動機實現(xiàn)無沖擊起動到控制電動機軟起動的過程。當(dāng)電動機起動完成并達到額定電壓時，使三相旁路接觸器KMl閉合，電動機直接投入電網(wǎng)運行。壓力機起動時是空載，則在正常運行時，保持了所需的較低電壓，使電機的功率因數(shù)升高，效率增大。在電機停機時，也通過控制晶閘管的導(dǎo)通角，使電動機端電壓慢慢降低至0，從而實現(xiàn)軟停車。當(dāng)電動機出現(xiàn)過載或三相失衡的情況，軟起動器會立即通過中間繼電器K2和K3，送到PLC里面，控制ΚΑ0，實現(xiàn)軟停車。
[0022]調(diào)試與試車的過程如下:軟起動控制柜安裝完成后認(rèn)真檢查，按設(shè)計圖紙核對接線是否正確。晶閘管等電子器件不允許做絕緣電阻測試，只能用數(shù)字萬用表高阻檔檢查軟起動器中晶閘管的絕緣情況。新的軟起動器(冷態(tài)時)每組晶閘管輸入輸出端子間測量電阻值應(yīng)指示1.3M左右，相間(相間未接控制回路時)、相對地測量電阻值應(yīng)該指示為無窮大。在電動機與軟起動器連接前，必須用500V絕緣電阻測試器檢查電動機和電纜的絕緣狀態(tài)。只有絕緣電阻符合有關(guān)規(guī)定，才準(zhǔn)許將電動機并設(shè)定起動方式、初始電壓、起動時間和停機時間等技術(shù)參數(shù)。然后進行壓力機起動試驗和參數(shù)優(yōu)化。
[0023]壓力機電機功率:132KW，未使用軟起動器之前是采用星三角降壓起動方式，由時間繼電器實現(xiàn)電機星三角的切換控制，二次起動沖擊電流大，對主接觸器主觸點損傷較嚴(yán)重，長期運行下去，可能會造成觸點燒壞等后果，且對電網(wǎng)影響嚴(yán)重，采用本實用新型的壓力機軟啟動裝置，實現(xiàn)了電機的平穩(wěn)起動和運行。
[0024]根據(jù)壓力機的實際情況，可以選擇ABB公司生產(chǎn)的PST300-600-70型的軟起動器，此軟起動器是基于最近的微處理器技術(shù)設(shè)計出來的，用于實現(xiàn)鼠籠式的軟起動和軟停止。它還附帶了幾種先進的電機保護功能，具有多種集成的保護和報警功能，幾乎可以檢測到所有故障，并將其顯示出來。
[0025]以上所述僅為本實用新型創(chuàng)造的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型創(chuàng)造，凡在本實用新型創(chuàng)造的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型創(chuàng)造的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種壓力機的軟啟動裝置，其特征在于:包括軟起動器、主回路、控制回路，所述主回路電源端連接到軟起動器端子1L1、3L2、5L3，電動機端連接到軟起動器端子2T1、4T2、6T3，主回路的外置旁路接觸器KMl分別接到軟起動器端子B1、B2和B3的進線側(cè)以及軟起動器端子2T1、4T2、6T3，所述控制回路接線為:交流220V 50Hz電源通過2極斷路器QF209連接到軟起動器端子1、2上，軟起動器端子是功能接地。
2.如權(quán)利要求1所述的一種壓力機的軟啟動裝置，其特征在于:壓力機的軟啟動裝置選用的內(nèi)部控制電源，軟起動器端子8、9短接，中間繼電器KAO的一端接軟起動器端子4、5，另一端接軟起動器端子11，中間繼電器KAO連接PLC。
3.如權(quán)利要求1所述的一種壓力機的軟啟動裝置，其特征在于:所述軟起動器有3組可編程輸出繼電器，中間繼電器Kl接到第一組繼電器常開端子13、14上，中間繼電器K2接到第二組繼電器常開端子16、17上，中間繼電器K3接到第三組繼電器常開端子19、20上，模擬量輸出端子23、24接到PLC上。
【文檔編號】H02P1/28GK204231234SQ201420738978
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月29日
【發(fā)明者】李中華, 許洪剛, 張華 , 岳躍東 申請人:合肥合鍛機床股份有限公司