本領(lǐng)域涉及電動機(jī)繞組的切換，具體說的是一種電動機(jī)繞組的自動切換裝置以及自動切換方法。

背景技術(shù)：

電動機(jī)在工業(yè)領(lǐng)域用途較為廣泛。根據(jù)使用需要，電動機(jī)的繞組可以由多個獨(dú)立的繞組組成。通過改變不同繞組間的連接方式可以改變電動機(jī)的電壓等級、功率等級等。根據(jù)工藝需求，一臺電動機(jī)有可能會在不同的時刻由不同的電動機(jī)供電裝置供電。因此在使用時需要根據(jù)實(shí)際使用需要來改變電動機(jī)繞組的接法。目前，主要采用使用標(biāo)準(zhǔn)高壓配電柜、人工倒接主回路電纜、手動分合隔離開關(guān)等切換方式。

使用標(biāo)準(zhǔn)高壓配電柜存在以下缺點(diǎn)：

1、不容易實(shí)現(xiàn)閉鎖功能；

2、需要的配電柜數(shù)量多，設(shè)備投資大、占地面積大；

3、主回路電纜過長，影響電動機(jī)性能。

人工倒接主回路電纜存在以下缺點(diǎn)：

1、無法自動檢測接線是否正確。出錯的幾率大，容易釀成事故；

2、花費(fèi)時間長；

3、施工時可能會損壞電纜，釀成事故。

手動分合隔離開關(guān)方式：

1、隔離開關(guān)之間不容易實(shí)現(xiàn)閉鎖，出錯的幾率大，容易釀成事故；

2、帶電操作開關(guān)時，會產(chǎn)生電弧，釀成事故；

3、需要人工到現(xiàn)場操作，花費(fèi)時間長。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種電動機(jī)繞組的自動切換裝置以及自動切換方法，既可以電動切換也可以手動切換，替代傳統(tǒng)的切換方式，使操作更加安全、可靠、高效。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，所采用的技術(shù)方案是：一種電動機(jī)繞組的自動切換裝置，包括，

主回路電路，與多臺電動機(jī)供電裝置和多個電動機(jī)繞組連接，主回路電路由多臺斷路器或負(fù)荷隔離開關(guān)、銅排以及電纜組成，通過改變斷路器或負(fù)荷隔離開關(guān)的主觸點(diǎn)的分、合閘動作，主回路電路的狀態(tài)發(fā)生變化，從而改變電動機(jī)繞組間的連接方式和將電動機(jī)接入不同的電動機(jī)供電裝置；

控制器，與斷路器或負(fù)荷隔離開關(guān)連接，實(shí)時采集其狀態(tài)，并可根據(jù)命令控制斷路器或負(fù)荷隔離開關(guān)進(jìn)行合、分閘動作；

觸摸屏，與控制器連接，發(fā)出切換命令，接收和顯示控制器采集的信息。

本發(fā)明所述的自動切換裝置還包括溫濕度控制器，溫濕度控制器檢測自動切換裝置內(nèi)部的濕度與溫度，控制加熱器打開或關(guān)閉。

本發(fā)明所述的自動切換裝置還包括溫度巡檢儀，溫度巡檢儀與控制器連接，檢測電動機(jī)繞組和軸承的溫度。

本發(fā)明所述的自動切換裝置采用全封閉柜體構(gòu)成一套獨(dú)立完整的系統(tǒng)，全封閉柜體由多個柜體組成，多個柜體并柜安裝。

本發(fā)明所述的柜體由用于安裝主回路電路的動力室和用于安裝控制器、觸摸屏的控制室組成。

本發(fā)明所述的控制器支持rs485和以太網(wǎng)通訊。

一種電動機(jī)繞組的自動切換裝置的切換方法，包括以下步驟，

步驟一、由斷路器或負(fù)荷隔離開關(guān)、銅排、電纜等構(gòu)建一個主回路電路；主回路電路按需接入多個電動機(jī)供電裝置和電動機(jī)的多個繞組；

步驟二、由控制器、觸摸屏構(gòu)建一個控制系統(tǒng)采集主回路電路的狀態(tài)，控制斷路器或負(fù)荷隔離開關(guān)動作來改變電動機(jī)繞組間的連接方式和將電動機(jī)接入不同的電動機(jī)供電裝置；

步驟三、利用觸摸屏選擇電動機(jī)繞組狀態(tài)，控制器接收到觸摸屏發(fā)出的命令，根據(jù)命令選擇性的對主回路電路內(nèi)的斷路器或負(fù)荷隔離開關(guān)發(fā)出分、合閘指令，控制斷路器或負(fù)荷隔離開關(guān)主觸點(diǎn)的通斷，將主回路電路調(diào)整為一個與切換命令相匹配的特定狀態(tài)并保持，電動機(jī)繞組的自動切換完成；

步驟四、控制器將斷路器或負(fù)荷隔離開關(guān)的實(shí)時狀態(tài)實(shí)時反饋給觸摸屏顯示，同時可傳輸給上級控制系統(tǒng)，上級系統(tǒng)可用于顯示、邏輯閉鎖或報(bào)警。

本發(fā)明所述的觸摸屏顯示所有斷路器或負(fù)荷隔離開關(guān)的狀態(tài)，斷路器或負(fù)荷隔離開關(guān)狀態(tài)通過其本身的輔助觸點(diǎn)反饋給控制器，控制器將狀態(tài)信息反饋給觸摸屏。

本發(fā)明所述的觸摸屏顯示電動機(jī)繞組和軸承的溫度，溫度通過溫度巡檢儀檢測電動機(jī)內(nèi)部安裝的測溫電阻檢測，溫度巡檢儀將溫度通過通訊方式反饋給控制器，控制器將溫度信息反饋給觸摸屏。

本發(fā)明所述的控制器對主回路電路實(shí)現(xiàn)閉鎖控制，防止出現(xiàn)錯誤的繞組接法。

本發(fā)明有益效果是：

1、該裝置可快速、安全、可靠的改變電動機(jī)不同繞組間的連接方式和按需要將繞組接入不同的電動機(jī)供電裝置等功能，所有的控制都可由按鍵或鼠標(biāo)控制實(shí)現(xiàn)。

2、主回路電路采用斷路器或負(fù)荷隔離開關(guān)等器件，具備滅弧功能，操作更安全。

3、全部操作均可通過觸摸屏完成，減少了人工誤操作的可能，簡單、省力、高效。

4、實(shí)時監(jiān)測斷路器或負(fù)荷隔離開關(guān)的狀態(tài)并進(jìn)行閉鎖控制，使用起來更安全。

5、即可本地控制也可遠(yuǎn)程控制，即可手動控制也可電動控制，方便、實(shí)用。

6、柜體間采用smc絕緣板隔離，降低事故發(fā)生時的損失。

7、整套裝置集中在一套全封閉的柜體中，將所有部件集中裝配，設(shè)計(jì)緊湊、占地面積小、安裝方便。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的全封閉柜體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的控制室的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為控制原理框圖；

圖4為實(shí)施例1的主回路電路原理圖；

圖5為圖4的電動機(jī)定子繞組10kv接法圖；

圖6為圖4的電動機(jī)定子繞組6000v接法圖；

圖7為實(shí)施例2的主回路電路的單線原理圖；

圖8為實(shí)施例2的主回路電路在全封閉柜體中的連接原理簡圖；

圖9為圖7的電動機(jī)1#定子繞組6000v接法；

圖10為圖7的電動機(jī)2#電子繞組6000v接法；

圖11為圖7的電動機(jī)1#定子繞組3150v接法；

圖12為圖7的電動機(jī)2#定子繞組3150v接法；

圖中：1、全封閉柜體，2、觸摸屏，3、控制器，4、斷路器或負(fù)荷隔離開關(guān)，5、溫濕度控制器，7、溫度巡檢儀。

具體實(shí)施方式

一種電動機(jī)繞組的自動切換裝置，將觸摸屏、控制器等控制器件和主回路電路有機(jī)結(jié)合到一起，構(gòu)成一套完整的切換裝置，實(shí)現(xiàn)快速、安全、可靠的改變電動機(jī)不同繞組間的接法和按需要將繞組接入不同的電動機(jī)供電裝置等功能。

主回路電路，通過多個斷路器或負(fù)荷隔離開關(guān)與電動機(jī)繞組連接。斷路器或負(fù)荷隔離開關(guān)用于分合主回路電路以改變電動機(jī)繞組的接法及選擇接入不同的電動機(jī)供電裝置。

每個斷路器或負(fù)荷隔離開關(guān)有一個進(jìn)線側(cè)，一個出線側(cè)。進(jìn)線側(cè)和出線側(cè)均有接線母排用于連接電纜、銅排等。當(dāng)斷路器或負(fù)荷隔離開關(guān)處于分閘狀態(tài)時，進(jìn)線側(cè)和出線側(cè)是斷開不導(dǎo)通的；當(dāng)斷路器或負(fù)荷隔離開關(guān)處于合閘狀態(tài)時，進(jìn)線側(cè)和出線側(cè)是連通的。

裝置切換電動機(jī)繞組的功能是通過將裝置內(nèi)的斷路器或負(fù)荷隔離開關(guān)按照需求分別調(diào)整為不同的合、分閘狀態(tài)，即改變主回路電路的狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)電動機(jī)繞組采用不同接法或接入不同的電動機(jī)供電裝置時，每個斷路器或負(fù)荷隔離開關(guān)的合分閘狀態(tài)是不一樣的。

控制器，與斷路器或負(fù)荷隔離開關(guān)連接，實(shí)時采集其狀態(tài)，并可根據(jù)命令控制其進(jìn)行合、分閘動作。

觸摸屏，與控制器連接，發(fā)出電動機(jī)繞組切換命令，接收和顯示控制器采集的信息。

觸摸屏、控制器直接安裝在裝置上。這樣裝置可構(gòu)成一套完整的獨(dú)立的切換系統(tǒng)。集發(fā)出命令、控制開關(guān)動作、狀態(tài)閉鎖、狀態(tài)顯示、報(bào)警等功能于一身。傳統(tǒng)的方式均無法單獨(dú)完成這些功能。

本發(fā)明所述的自動切換裝置還包括溫濕度控制器，溫濕度控制器檢測自動切換裝置內(nèi)部的溫度和濕度，控制加熱器打開或關(guān)閉，當(dāng)柜體濕度過高時，啟動加熱器加熱，防止凝露發(fā)生。

本發(fā)明所述的自動切換裝置采用全封閉柜體構(gòu)成一套獨(dú)立完整的系統(tǒng)，全封閉柜體由多個柜體組成，多個柜體并柜安裝。

本發(fā)明所述的柜體由用于安置主回路電路的動力室和用于放置控制器、觸摸屏、溫度巡檢儀、溫濕度控制器的控制室組成。

每臺柜體中安裝有2臺斷路器或負(fù)荷隔離開關(guān)。2臺斷路器或負(fù)荷隔離開關(guān)垂直分布，一個在上面，一個在下面。斷路器（或負(fù)荷隔離開關(guān)）的合閘、分閘動作是電動操作的。并且斷路器（或負(fù)荷隔離開關(guān)）的合閘狀態(tài)、分閘狀態(tài)可通過輔助觸點(diǎn)反饋。

柜體的上部是控制室。控制室內(nèi)安裝有觸摸屏、控制器、溫度巡檢儀、溫濕度控制器等。

觸摸屏是人機(jī)交互界面。操作員通過操作觸摸屏上的按鈕來向控制器發(fā)出切換命令。觸摸屏與控制器之前通過rs485、以太網(wǎng)等通訊方式進(jìn)行命令的傳遞。

觸摸屏接收控制器的反饋信息?？娠@示當(dāng)前切換柜內(nèi)斷路器或負(fù)荷隔離開關(guān)的實(shí)時狀態(tài)、電動機(jī)溫度等。

控制器采用工業(yè)可編程邏輯控制器（plc）?？刂破骺赏ㄟ^通訊（或端子）的方式接收觸摸屏、柜門按鈕、上級控制系統(tǒng)的各種命令。

控制器接收到命令后，根據(jù)內(nèi)置的程序，向斷路器或負(fù)荷隔離開關(guān)發(fā)出動作信號。將需要斷開的斷路器或負(fù)荷隔離開關(guān)分閘，將需要接通的開關(guān)合閘。

控制器實(shí)時采集斷路器或負(fù)荷隔離開關(guān)的狀態(tài)信號進(jìn)行邏輯閉鎖。防止出現(xiàn)由于誤操作、開關(guān)誤動作等意外情況發(fā)生而導(dǎo)致的異常情況。若出現(xiàn)異常情況，可通過觸摸屏、蜂鳴器等發(fā)出報(bào)警信號。

控制器將實(shí)時狀態(tài)信號傳輸給觸摸屏、上級控制系統(tǒng)。操作員查看裝置的狀態(tài)時一目了然，非常直觀。

電動機(jī)內(nèi)預(yù)埋的測溫電阻可連接到裝置的溫度巡檢儀上。溫度巡檢儀通過通訊方式，將電動機(jī)的溫度傳給控制器?？刂破髟賹囟戎祩鹘o觸摸屏或上級控制系統(tǒng)。同時，控制器可通過程序?qū)崿F(xiàn)溫度超溫報(bào)警、超溫停機(jī)等動作。溫度的檢測位置、檢測數(shù)量取決于電動機(jī)內(nèi)預(yù)埋的電阻。

一種電動機(jī)繞組的自動切換裝置的切換方法，包括以下步驟，

步驟一、由斷路器或負(fù)荷隔離開關(guān)、銅排、電纜等構(gòu)建一個主回路電路；實(shí)現(xiàn)將多個電動機(jī)供電裝置和電動機(jī)的多個繞組按需要連接到一起的作用。

步驟二、由控制器、觸摸屏、溫度巡檢儀、溫濕度控制器等構(gòu)建一個控制系統(tǒng)，采集主回路電路的狀態(tài)和電動機(jī)繞組與軸承的溫度，控制斷路器或負(fù)荷隔離開關(guān)等動作來實(shí)現(xiàn)不同的功能。

步驟三、利用觸摸屏選擇電動機(jī)繞組狀態(tài)，控制器接收到觸摸屏發(fā)出的命令，根據(jù)命令選擇性的對主回路電路內(nèi)的斷路器或負(fù)荷隔離開關(guān)發(fā)出分、合閘指令，控制斷路器或負(fù)荷隔離開關(guān)主觸點(diǎn)的通斷，將主回路電路調(diào)整為一個與切換命令相匹配的特定狀態(tài)并保持。電動機(jī)繞組的自動切換完成。

步驟四、控制器將斷路器或負(fù)荷隔離開關(guān)的實(shí)時狀態(tài)、電動機(jī)繞組溫度實(shí)時反饋給觸摸屏顯示，同時可傳輸給上級控制系統(tǒng)。上級系統(tǒng)可用于顯示、邏輯閉鎖或報(bào)警等。

本發(fā)明所述的觸摸屏顯示所有斷路器或負(fù)荷隔離開關(guān)的狀態(tài)，該斷路器或負(fù)荷隔離開關(guān)的狀態(tài)通過輔助觸點(diǎn)反饋給控制器。

實(shí)施例1

如圖4所示，q*1a代表第一臺柜子中上方的斷路器。q*2b代表第二臺柜子中下方的斷路器。兩臺柜體之間有絕緣板隔開。絕緣板上預(yù)留過線孔，用于兩個柜體間的主回路電纜連接。

由2個全封閉柜體（mqh11和mqh12）并柜組成的一個裝置。該裝置用于切換m1電動機(jī)的繞組接法。裝置可將m1切換為星形接法或角形接法，可將m1接入c1，也可將m1接入m1jx。

qf11a、qf11b、qf12a、qf12b是安裝在柜內(nèi)的4臺斷路器。圖4中只畫出了斷路器的主觸點(diǎn)。主觸點(diǎn)是用于接通主回路的器件。它的作用類似于水管上的閥門。當(dāng)觸點(diǎn)接通時，電流可以流過該觸點(diǎn)。當(dāng)觸點(diǎn)打開時，電流不能流過該觸點(diǎn)。

斷路器除了有主觸點(diǎn)以外，還有合閘線圈、分閘線圈、輔助觸點(diǎn)等部分。合閘線圈用于控制斷路器主觸點(diǎn)吸合；分閘線圈用于控制斷路器主觸點(diǎn)打開。輔助觸點(diǎn)用于反饋當(dāng)前斷路器的狀態(tài)。

控制器是實(shí)現(xiàn)整個裝置功能的核心，相當(dāng)于整個裝置的“大腦”。控制器接收斷路器輔助觸點(diǎn)反饋的狀態(tài)信息，用于判斷當(dāng)前裝置的狀態(tài)（或功能）。同時，控制器輸出命令給斷路器，以達(dá)到切換電動機(jī)繞組狀態(tài)的目的?？刂破骺刂茢嗦菲魇峭ㄟ^斷路器的合閘、分閘線圈實(shí)現(xiàn)的。

qf12a、qf12b用于切換m1電動機(jī)的繞組是星形連接還是角形連接。

當(dāng)觸摸屏發(fā)出m1切換成角形連接的命令后，裝置的動作情況如下：

（一）控制器給qf12a的分閘線圈發(fā)出一個信號，

（二）qf12a進(jìn)行分閘。

（三）控制器檢測其輔助觸點(diǎn)打開后，認(rèn)為qf12a的主回路觸點(diǎn)分開了。

（四）控制器給qf12b的合閘線圈發(fā)出一個信號；

（五）qf12b進(jìn)行合閘。

（六）控制器檢測其輔助觸點(diǎn)接通后，認(rèn)為qf12b的主回路觸點(diǎn)接通了。這時，m1的三個繞組首尾相連，形成角形連接方式。

（七）控制器檢測qf12a處于打開狀態(tài)，同時qf12b處于接通狀態(tài)。認(rèn)為當(dāng)前電動機(jī)的繞組是角形連接方式。

（八）控制器向觸摸屏反饋電動機(jī)處于角形連接方式。

m1電動機(jī)的繞組連接形式如圖5、6所示，其他功能的切換原理與上述動作基本類似。區(qū)別在于分、合的主回路電路不同、數(shù)量不同、先后順序不同。

實(shí)施例2

圖7、8是一個由8個全封閉柜體組成的裝置。其中前7臺柜子中的主回路電路為交流真空斷路器，第8臺柜體中的主回路電路為直流負(fù)荷隔離開關(guān)。

該裝置用于將一個雙繞組同步電動機(jī)的繞組切換為并聯(lián)連接、串聯(lián)連接、1#繞組單獨(dú)運(yùn)行、2#繞組單獨(dú)運(yùn)行、1#和2#繞組同時運(yùn)行、1#繞組串聯(lián)2#繞組運(yùn)行等功能。例如可實(shí)現(xiàn)圖9、10、11、12的電動機(jī)定子繞組狀態(tài)。

該裝置的工作原理與實(shí)施例1中裝置的工作原理類似。區(qū)別在于，這個裝置完成切換時，需要動作的斷路器或負(fù)荷隔離開關(guān)更多。這也正體現(xiàn)了本發(fā)明的優(yōu)勢，可以根據(jù)實(shí)際需求，靈活配置柜體（斷路器或負(fù)荷隔離開關(guān)）的數(shù)量，安全、方便、快捷、高效的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的切換工作。