一種鐵芯閥門可調式軟起動裝置製造方法

2023-05-23 13:55:56 1

一種鐵芯閥門可調式軟起動裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種鐵芯閥門可調式軟起動裝置，與現有技術相比解決了軟啟動器易產生高次諧波，過載能力差、故障率高的缺陷。本實用新型包括鐵芯閥門銜鐵（5）、主芯柱（1）、纏繞在主芯柱（1）上的電抗繞組（3）、從芯柱（2）和纏繞在從芯柱（2）上的短路環繞組（4），所述的短路環繞組（4）通過從芯柱（2）、主芯柱（1）和鐵芯閥門銜鐵（5）與電抗繞組（3）形成耦合迴路。本實用新型使電動機啟動特性軟化，無波形畸變和不產生高次諧波，對電網無汙染。
【專利說明】—種鐵芯閥門可調式軟起動裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及軟起動【技術領域】，具體來說是一種鐵芯閥門可調式軟起動裝置。【背景技術】
[0002]在建築、冶金、礦山等動力工業領域中，電機設備已經大量使用。在電機起動時，起動衝擊電流很大，在電機功率容量較大時，會對電網及其他負載造成幹擾，甚至危害電網的安全運行。為了解決這個問題，大多使用了軟起動的方法。而目前正在使用的磁飽和式可控電抗器軟起動或電子式軟起動，由於普遍採用直流勵磁或交流隔離自勵磁電抗器，其執行單元使用RSC、RS等高功率固體元件，其控制電路複雜，易產生高次諧波，過載能力差、故障率高，對電網存在一定的汙染。如何開發出一種無波形畸變、不產生高次諧波的軟啟動器已經成為急需解決的技術問題。

【發明內容】

[0003]本實用新型的目的是為了解決現有技術中軟啟動器易產生高次諧波，過載能力差、故障率高的缺陷，提供一種鐵芯閥門可調式軟起動裝置來解決上述問題。
[0004]為了實現上述目的，本實用新型的技術方案如下:
[0005]一種鐵芯閥門可調式軟起動裝置，包括鐵芯閥門銜鐵、主芯柱、纏繞在主芯柱上的電抗繞組、從芯柱和纏繞在從芯柱上的短路環繞組，所述的短路環繞組通過從芯柱、主芯柱和鐵芯閥門銜鐵與電抗繞組形成耦合迴路。
[0006]還包括步進電機、導軌組件和連在電抗繞組輸入端的控制器，所述的控制器與步進電機相連，所述的鐵芯閥門銜鐵通過導軌組件與步進電機活動連接。
[0007]還包括導軌組件、減速驅動馬達和線路控制開關組，所述的線路控制開關組與減速驅動馬達相連，所述的鐵芯閥門銜鐵通過導軌組件與減速驅動馬達活動連接。
[0008]所述的導軌組件包括前行程開關、後行程開關和移動軌道，所述的移動軌道安裝在步進電機上，所述的前行程開關和後行程開關分別安裝在移動軌道的前端和後端。
[0009]所述的導軌組件包括前行程開關、後行程開關和移動軌道，所述的移動軌道安裝在減速驅動馬達上，所述的前行程開關和後行程開關分別安裝在移動軌道的前端和後端。
[0010]有益效果
[0011]本實用新型的一種鐵芯閥門可調式軟起動裝置，與現有技術相比使電動機啟動特性軟化，無波形畸變和不產生高次諧波，對電網無汙染。提高了設備的過載能力，可靠性高。由於採用鐵磁執行元件調壓，選材方便易製造，控制電路簡單，限流調節平滑、快速，無高功率固體元件，具有體積小、重量輕、低成本、過載能力強等優點。
[0012]【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型的結構示意圖
[0014]圖2為本實用新型第一種實施方式的結構示意圖
[0015]圖3為本實用新型第二種實施方式的結構示意圖[0016]圖4為本實用新型第二種實施方式中線路控制開關組的結構示意圖
[0017]其中，1-主芯柱、2-從芯柱、3-電抗繞組、4-短路環繞組、5-鐵芯閥門銜鐵、6_控制器、7-步進電機、8-減速驅動馬達、9-線路控制開關組、31-輸入端、32-輸出端、61-鐵芯柱、71-移動軌道、72-前行程開關、73-後行程開關、91-控制開關、92-選擇開關、93-正轉行程開關、94-反轉行程開關、95-繼電器、96-主電源輸入埠、97-從電源輸出埠。
【具體實施方式】
[0018]為使對本實用新型的結構特徵及所達成的功效有更進一步的了解與認識，用以較佳的實施例及附圖配合詳細的說明，說明如下:
[0019]如圖1所示，本實用新型所述的一種鐵芯閥門可調式軟起動裝置，包括鐵芯閥門銜鐵5、主芯柱1、纏繞在主芯柱I上的電抗繞組3、從芯柱2、纏繞在從芯柱2上的短路環繞組4。主芯柱1、從芯柱2、鐵芯柱61底部相連，互相導通，在一起相互形成一個整體結構，主芯柱1、從芯柱2、鐵芯柱61上部通過鐵芯閥門銜鐵5左右選擇形成主芯柱I與從芯柱2或主芯柱I與鐵芯柱61之間的通路。所述的短路環繞組4通過從芯柱2、鐵芯閥門銜鐵5、主芯柱I與電抗繞組3形成耦合迴路，這樣便形成了電抗繞組3與短路環繞組4的耦合迴路，此時電抗值最小，根據理想變壓器的原理器1:1的阻抗變換原理，從芯柱2上的短路環繞組4的阻抗非常小約等於零，此時從芯柱2和主芯柱I上共同纏繞的電抗繞組3也約等於零，可以作為導線使用，從而保證了電抗繞組3的低損耗正常運行。而當鐵芯閥門銜鐵5右移至鐵芯柱61上時，整個迴路拋棄了短路環繞組4，保留了電抗繞組3，此時電抗繞組3的阻抗最大，在起動時達到限制起動衝擊電流，從而起到保護設備和電路的作用，以實現軟啟動的目的。在電機啟動初期，通過主芯柱I上的電抗繞組3的阻抗最大的特性，對電機進行限流。在啟動過程中，再通過鐵芯閥門銜鐵5向左往從芯柱2上移動，也帶動了迴路中的阻抗從Zm向ZO轉變，最終鐵芯閥門銜鐵5完全脫離鐵芯柱61，短路環繞組4通過從芯柱
2、鐵芯閥門銜鐵5和主芯柱I與電抗繞組3形成耦合迴路，電抗繞組的阻抗降為約等於零，可以作為導線使用，完成了電機的啟動。
[0020]作為本實用新型的第一種實施例，如圖2所示，還包括步進電機7、導軌組件和連在電抗繞組3輸入端31的控制器6，所述的控制器6與步進電機7相連，所述的鐵芯閥門銜鐵5通過導軌組件與步進電機7活動連接。控制器6接在輸入端31上，用於監測電抗繞組3和控制步進電機7。當電機投運、電流接通的零時刻電抗值最大，根據需要可將最大起動電流限制在I?2.5倍額定電流。隨著電機的起動檢測到的電流下降，由控制器6控制鐵芯閥門銜鐵5運動到相應的位置，使電抗值下降，補償下降的電流，達到恆電流起動。電機停止後，由控制器6控制鐵芯閥門銜鐵5復歸到初始位置的最大電抗值，以備下一次起動，完成一個起動周期。步進電機7用於控制鐵芯閥門銜鐵5從鐵芯柱61至從芯柱2之間的移動。鐵芯閥門銜鐵5在步進電機7的驅動下對阻抗值進行相應位移調整。
[0021]本實用新型的第一種實施例在實際使用時，輸入線31和輸出線32分別連接輸電線路的入和出，預先設定一個需要的起動電流值。鐵芯閥門銜鐵5工作在主芯柱I和鐵芯柱61上的初始狀態。當接通電源電機起動後，電抗繞組3通過設定的起動電流，由控制器6控制鐵芯閥門銜鐵5從鐵芯柱61向從芯柱2漸進運動，從而減小電抗值，維持起動電流恆定。當鐵芯閥門銜鐵5平滑向左移動到最左端後，起動電流小於或等於設定值。如圖2所示，此時鐵芯閥門銜鐵5完全脫離鐵芯柱61，和從芯柱2全面閉合。此時短路環繞組4短路，這時電感值非常小，因而電抗小，對電機的運行沒有影響，則相當於導線一樣在傳遞電流。在電抗繞組3通以電流時，電抗繞組3將產生自感磁通，自感磁通全部將交鏈給短路環繞組4。當電抗繞組3上的電流變動時，其自感磁通也將隨電流而變動。根據磁感應定律，除了在電抗繞組3中產生自感電壓外，還將在短路環繞組4中也產生感應電壓。根據理想變壓器模型，理想變壓器是一個不能儲能的多端元件，它吸收的瞬時功率恆等於零。理想變壓器除了變換電壓和電流外，還可以用來變換阻抗，由於短路環繞組4短路，則短路環繞組4的端電壓為零，電抗繞組3的輸入阻抗也為零。
[0022]作為本實用新型的第二種實施方式，如圖3所示，還包括減速驅動馬達8和線路控制開關組9，所述的線路控制開關組9與減速驅動馬達8相連，所述的鐵芯閥門銜鐵5通過導軌組件與減速驅動馬達8活動連接。減速驅動馬達8用於控制鐵芯閥門銜鐵5在鐵芯柱61和從芯柱2之間的移動。線路控制開關組9控制減速驅動馬達8，從而控制鐵芯閥門銜鐵5向從芯柱2平滑漸進運動，從而減小電抗值，維持起動設定的起動電流值。如圖4所示，線路控制開關組對減速驅動馬達8進行控制，減速驅動馬達8可以根據電機在實際啟動時所需要的時間進行設定，減速驅動馬達8就可以按照規定的時間進行正轉或反轉，以達到驅動鐵芯閥門銜鐵5的目的。主電源輸入埠 96和從電源輸入埠 97分別接上電源後，閉合控制開關91、繼電器95吸合選擇開關92，此時正轉行程開關93和反轉行程開關94均為閉合狀態，電流通過減速驅動馬達8和繼電器95，此時減速驅動馬達8開始工作。
[0023]第二種實施方式與第一種實施方式在使用上類似，輸入線31和輸出線32分別連接輸電線路的入和出，根據電機軟啟動所需要的時間，預先設定一個起動電流的時間運行期限。鐵芯閥門銜鐵5工作在右端鐵芯柱61的初始狀態，當接通電源電機起動後，電抗繞組3通過設定的起動電流，由線路控制開關組9控制減速驅動馬達8將鐵芯閥門銜鐵5從鐵芯柱61向從芯柱2平滑漸進運動，從而減小電抗值，維持起動電流保持不變。待減速驅動馬達8運行到達指定的時間期限時，鐵芯閥門銜鐵平滑向左移動到最左端，此時起動電流將小於或等於設定值。此時鐵芯閥門銜鐵5完全脫離鐵芯柱61，主芯柱I和從芯柱2全面閉合。此時，短路環繞組4短路，這時電感值非常小，因而電抗小，對電機的運行沒有影響，則相當於導線一樣在傳遞電流。在電抗繞組3通以電流時，電抗繞組3將產生自感磁通，自感磁通的大部分將交鏈給短路環繞組4。當電抗繞組3上的電流變動時，其自感磁通也將隨電流而變動。根據磁感應定律，除了在電抗繞組3中產生自感電壓外，還將在短路環繞組4中也產生感應電壓。根據理想變壓器模型，理想變壓器是一個不能儲能的多端元件，它吸收的瞬時功率恆等於零。理想變壓器除了變換電壓和電流外，還可以用來變換阻抗，短路環繞組4短路，則短路環繞組4的端電壓為零，電抗繞組3的輸入阻抗也為零。
[0024]在以上兩種實施方式中，導軌組件可以採用現有技術中的多種方式，具體來說針對第一種實施方式可以包括前行程開關72、後行程開關73和移動軌道71，前行程開關72和後行程開關73用來限止行程，移動軌道71用於給鐵芯閥門銜鐵5移動使用。移動軌道71安裝在步進電機7上，所述的前行程開關72和後行程開關73分別安裝在移動軌道71的前端和後端。具體來說針對第二種實施方式可以包括前行程開關72、後行程開關73和移動軌道71，前行程開關72和後行程開關73同樣用來限止行程，移動軌道71同樣用於給鐵芯閥門銜鐵5移動使用。移動軌道71安裝在減速驅動馬達8上，所述的前行程開關72和後行程開關73分別安裝在移動軌道71的前端和後端。
[0025]本實用新型的的工作原理是當電機啟動時，控制單元進入工作狀態，這時感抗最大，電抗器鐵芯磁閥處於初始位置，電抗變壓器工作於空載狀態，感抗最大。通過鐵芯閥門銜鐵5的位置，由空載狀態向短路狀態運動，改變感抗，用以改變迴路電流。為了維持電流恆定，電抗值對應減小，電抗器端電壓減小，電動機端電壓上升，啟動功率逐漸增大，直到電機端電壓達到額定電壓，執行單元電抗器的端電壓也基本為零，電機全電壓運行，啟動過程結束。本實用新型的特點是限流執行單元由負反饋迴路調節磁閥銜鐵的位置，相應調整電抗器的阻抗值，以相對應的阻抗值來實現電流恆定。其具有抗過載能力強、無高功率固體元件、輸出波形無畸變、無高次諧波等特點。在三相電上，本實用新型可以設計為三相，每個一相，共三個，以配合三相交流電使用。和現有的異步電機軟啟動相比較，具有體積小、重量輕、溫升小、低成本、尤其在100KW以上中大及超大功率的電機軟啟動應用中更顯其優越性和價值。
[0026]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特徵和本實用新型的優點。本行業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和範圍的前提下本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型的範圍內。本實用新型要求的保護範圍由所附的權利要求書及其等同物界定。
【權利要求】
1.一種鐵芯閥門可調式軟起動裝置，其特徵在於:包括鐵芯閥門銜鐵(5)、主芯柱(I)、纏繞在主芯柱(I)上的電抗繞組(3 )、從芯柱(2 )和纏繞在從芯柱(2 )上的短路環繞組(4 )，所述的短路環繞組(4)通過從芯柱(2 )、主芯柱(I)和鐵芯閥門銜鐵(5 )與電抗繞組(3 )形成耦合迴路。
2.根據權利要求1所述的一種鐵芯閥門可調式軟起動裝置，其特徵在於:還包括步進電機(7)、導軌組件和連在電抗繞組(3)輸入端(31)的控制器(6)，所述的控制器(6)與步進電機(7)相連，所述的鐵芯閥門銜鐵(5)通過導軌組件與步進電機(7)活動連接。
3.根據權利要求1所述的一種鐵芯閥門可調式軟起動裝置，其特徵在於:還包括導軌組件、減速驅動馬達(8)和線路控制開關組(9)，所述的線路控制開關組(9)與減速驅動馬達(8)相連，所述的鐵芯閥門銜鐵(5)通過導軌組件與減速驅動馬達(8)活動連接。
4.根據權利要求2所述的一種鐵芯閥門可調式軟起動裝置，其特徵在於:所述的導軌組件包括前行程開關(72)、後行程開關(73)和移動軌道(71)，所述的移動軌道(71)安裝在步進電機(7)上，所述的前行程開關(72)和後行程開關(73)分別安裝在移動軌道(71)的iu端和後端。
5.根據權利要求3所述的一種鐵芯閥門可調式軟起動裝置，其特徵在於:所述的導軌組件包括前行程開關(72)、後行程開關(73)和移動軌道(71)，所述的移動軌道(71)安裝在減速驅動馬達(8)上，所述的前行程開關(72)和後行程開關(73)分別安裝在移動軌道(71)的iu端和後端。
【文檔編號】H02P1/28GK203399027SQ201320449655
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年7月26日 優先權日:2013年7月26日
【發明者】高海生 申請人:高海生