CN201118490Y - 高压电机六柱式三相自励磁控软起动装置 - Google Patents

Abstract

一种高压电机六柱式三相自励磁控软起动装置，涉及用于起动电动机的设备。有三组磁芯和线圈绕组，每一组磁芯均由左芯柱1和右芯柱2组成，左芯柱1上绕有第一线圈3和第二线圈4，右芯柱2上绕有第三线圈5和第四线圈6，有一晶闸管T1其阳极并联在第四线圈6与第一线圈3连接的节点上，其阴极并联在第二线圈4与第三线圈5连接的节点上，晶闸管T1的控制极与工控机连接，第一线圈3的另一端和第三线圈5的另一端并联后接在电机定子线圈的任一相E上。平滑改变高压交流绕组的阻抗，体积小，起动性能稳定，调节范围大，响应速度快，使用寿命长，基本无漏磁现象。

Description

高压电机六柱式三相自励磁控软起动装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于起动电动机的设备。具体来说涉及一种高压电机六柱式三相自励磁控软起动装置。

背景技术

目前，国内高压电机主要采用水电阻作为起动装置。水电阻起动装置主要存在以下缺点，首先装置体积大、起动性能不稳定、受环境温度影响大、不能连续起动，连续起动时易开锅，其次安全性差、安装调试及维护麻烦，需定期加水，使用寿命短，只有3-5年。水电阻以水溶液为导电介质，上述缺点难以解决。中国专利公告号：93232744.3，公告日：1994年10月12日，实用新型名称《磁控式异步电机软起动器》，提出了一种包括执行单元、脱扣电路、保护电路及控制电路的技术方案，执行单元是无反馈式磁放大器，使电动机起动电压能从220V起按一定斜率自动、无级、平滑地上升到380全电压，满足了起动转矩和电压同步增加的需要。但该技术方案控制绕组和交流绕组分开设置，并需要外加大容量的励磁电源，漏磁干扰严重，响应速度较慢，阻抗调节范围小，体积较大，只能适用于低压电动机的起动，无法满足高压电机宽阻抗调节，快速响应、自励式软起动的要求。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术需外加励磁电源，漏磁严重，阻抗调节范围小，体积大的缺陷和不足，提出一种结构简单，体积小，磁屏蔽效果好，适于高压电机软起动需要的高压电机六柱式三相自励磁控软起动装置。

本实用新型的目的是通过以下方式实现的：一种高压电机六柱式三相自励磁控软起动装置，包括导磁铁芯和线圈绕组，所述导磁铁芯设置有三组磁芯和线圈绕组，导磁铁芯的上轭和下轭设置在三组芯柱的上下两端，每一组磁芯均由左芯柱和右芯柱组成，在左芯柱上绕有第一线圈和第二线圈，右芯柱上绕有第三线圈和第四线圈，第二线圈的一端和第四线圈的一端并联在电源上，第二线圈的另一端连接第三线圈，第四线圈的另一端连接第一线圈，有一晶闸管其阳极并联在第四线圈与第一线圈连接的节点上，其阴极并联在第二线圈与第三线圈连接的节点上，晶闸管的控制极与工控机连接，第一线圈的另一端和第三线圈的另一端并联后接在电机定子线圈的一相上。

本实用新型所述的每一组磁芯和绕组中，有一二极管的正极并联在第四线圈与第一线圈连接的节点上，二极管的负极并联在第二线圈与第三线圈连接的节点上，有一第二晶闸管的阴极也并联在该节点上，第二晶闸管的阳极并联在第四线圈与第一线圈连接的节点上，第二晶闸管的控制极与工控机连接。

本实用新型所述的每一组磁芯和绕组中，第一线圈、第二线圈、第三线圈和第四线圈的绕向和匝数相等。

本实用新型所述的每一组磁芯和绕组中，左芯柱和右芯柱为圆柱形或椭圆柱形或矩形，两芯柱的截面积相等，在两芯柱上分别绕有的第一线圈、第二线圈和第三线圈、第四线圈为上下层布置或内外层布置。

本实用新型所述上轭和下轭的长度大于或等于三组芯柱的中心距与一个线圈的外径之和，上轭和下轭的宽度大于或等于左芯柱至右芯柱的中心距与一个线圈的外径之和。

本实用新型所述的三组磁芯和线圈绕组按星型或三角型连接后，再与电机定子线圈的三相连接。

因此，与现有技术相比本实用新型具有以下明显的优点：

1.以低压晶闸管为核心控制器件，通过工控机控制晶闸管改变线圈绕组中直流电流的大小，来改变铁芯磁导率，从而平滑改变高压交流绕组的阻抗，实现电机的软起动。

2.交流和直流绕组为同一线圈，不需要外加励磁电源，是紧耦合结构，交流阻抗调节范围更大，响应速度更快。

3.起动过程中可准确锁定，装置体积小，只有同容量水电阻的1/2，起动性能稳定，不受环境温度影响，可连续起动，安装调试简单，免维护，可靠性高，使用寿命长。

4.上轭、下轭的端面尺寸大于线圈的截面尺寸，具有较好的磁屏蔽作用，基本无漏磁现象。

附图说明

图1是本实用新型导磁铁芯和线圈绕组的结构示意图；

图2是图1中的B-B剖视图；

图3是图1中的A-A剖视图；

图4是本实用新型中一组线圈绕组的连接示意图。

图中，左芯柱1、右芯柱2、第一线圈3、第二线圈4、第三线圈5、第四线圈6、上轭7、下轭8。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述：

参见图1，图2，图3，图4，一种高压电机六柱式三相自励磁控软起动装置，包括导磁铁芯和线圈绕组，所述导磁铁芯设置有三组磁芯和线圈绕组，导磁铁芯的上轭7和下轭8设置在三组芯柱的上下两端，每一组磁芯均由左芯柱1和右芯柱2组成，在左芯柱1上绕有第一线圈3和第二线圈4，右芯柱2上绕有第三线圈5和第四线圈6，第二线圈4的一端和第四线圈6的一端并联在电源X上，第二线圈4的另一端连接第三线圈5，第四线圈6的另一端连接第一线圈3，有一晶闸管T1其阳极并联在第四线圈6与第一线圈3连接的节点上，其阴极并联在第二线圈4与第三线圈5连接的节点上，晶闸管T1的控制极与工控机连接，第一线圈3的另一端和第三线圈5的另一端并联后接在电机定子线圈的一相E上。晶闸管T1为低压晶闸管。本实用新型上的三组磁芯和线圈绕组，分别连接在高压电机的三相线上，电机起动时，每一组磁芯上的四个线圈作为高压交流绕组，向电机的一相提供正常的起动电流，但与此同时工控机向晶闸管T1输出直流控制信号，晶闸管T1导通，向第一线圈3和第四线圈6内输入直流电流，使左芯柱1和右芯柱2内的磁通量改变，从而引起各线圈内部电压的发生变化，使电机一相上的起动电压改变。三组磁芯和线圈绕组按星型或三角型连接后，再与电机定子线圈的三相连接，三组磁芯和线圈绕组同时工作，通过改变晶闸管T1的导通角即可平滑改变本装置的感抗，实现电机的自励式软起动。

为扩大交流阻抗的调节范围，进一步降低晶闸管T1的负荷，可以在每一组线圈绕组中增加第二晶闸管T2。即有一二极管D1的正极并联在第四线圈6与第一线圈3连接的节点上，二极管D1的负极并联在第二线圈4与第三线圈5连接的节点上，有一第二晶闸管T2的阴极也并联在该节点上，第二晶闸管T2的阳极并联在第四线圈6与第一线圈3连接的节点上，第二晶闸管T2的控制极与工控机连接。晶闸管T1和第二晶闸管T2均低压晶闸管并由工控机控制，各线圈绕组中直流电流调节的幅度范围更大，响应速度更快。

为调控的方便，在每一组线圈绕组中第一线圈3、第二线圈4、第三线圈5和第四线圈6的绕向和匝数相等。所述左芯柱1和右芯柱2为圆柱形或椭圆柱形或矩形，两芯柱的截面积相等，在两芯柱上分别绕有的第一线圈3、第二线圈4和第三线圈5、第四线圈6为上下层布置或内外层布置。

参见图1，图2，图3，所述上轭7和下轭8的长度大于或等于左芯柱1和右芯柱2上线圈的外径之和，上轭7和下轭8的宽度大于或等于左芯柱1或右芯柱2上线圈的外径。所有线圈被上轭7、下轭8半包围覆盖，避免漏磁干扰。

本实用新型装置在某6000kW/10kV电机上进行试验，起动电流设定并准确锁定2.8倍额定电流，时间32秒，起动过程平滑，起动性能稳定，可靠性高，可连续起动，安装调试简单并可实现免维护，经测算其使用寿命可达25年左右，体积仅占同容量占水电阻装置的1/2，是水电阻起动装置的理想换代产品。

Claims (6)

1.一种高压电机六柱式三相自励磁控软起动装置，包括导磁铁芯和线圈绕组，其特征在于：所述导磁铁芯设置有三组磁芯和线圈绕组，导磁铁芯的上轭(7)和下轭(8)设置在三组芯柱的上下两端，每一组磁芯均由左芯柱(1)和右芯柱(2)组成，在左芯柱(1)上绕有第一线圈(3)和第二线圈(4)，右芯柱(2)上绕有第三线圈(5)和第四线圈(6)，第二线圈(4)的一端和第四线圈(6)的一端并联在电源(X)上，第二线圈(4)的另一端连接第三线圈(5)，第四线圈(6)的另一端连接第一线圈(3)，有一晶闸管(T1)其阳极并联在第四线圈(6)与第一线圈(3)连接的节点上，其阴极并联在第二线圈(4)与第三线圈(5)连接的节点上，晶闸管(T1)的控制极与工控机连接，第一线圈(3)的另一端和第三线圈(5)的另一端并联后接在电机定子线圈的一相(E)上。

2.根据权利要求1所述的一种高压电机六柱式三相自励磁控软起动装置，其特征在于：所述的每一组磁芯和绕组中，有一二极管(D1)的正极并联在第四线圈(6)与第一线圈(3)连接的节点上，二极管(D1)的负极并联在第二线圈(4)与第三线圈(5)连接的节点上，有一第二晶闸管(T2)的阴极也并联在该节点上，第二晶闸管(T2)的阳极并联在第四线圈(6)与第一线圈(3)连接的节点上，第二晶闸管(T2)的控制极与工控机连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种高压电机六柱式三相自励磁控软起动装置，其特征在于：所述的每一组磁芯和线圈绕组中，第一线圈(3)、第二线圈(4)、第三线圈(5)和第四线圈(6)的绕向和匝数相等。

4.根据权利要求1所述的一种高压电机六柱式三相自励磁控软起动装置，其特征在于：所述的每一组磁芯和线圈绕组中，左芯柱(1)和右芯柱(2)为圆柱形或椭圆柱形或矩形，两芯柱的截面积相等，在两芯柱上分别绕有的第一线圈(3)、第二线圈(4)和第三线圈(5)、第四线圈(6)为上下层布置或内外层布置。

5.根据权利要求1所述的一种高压电机六柱式三相自励磁控软起动装置，其特征在于：所述上轭(7)和下轭(8)的长度大于或等于三组芯柱的中心距与一个线圈的外径之和，上轭(7)和下轭(8)的宽度大于或等于左芯柱(1)至右芯柱(2)的中心距与一个线圈的外径之和。

6.根据权利要求1所述的一种高压电机六柱式三相自励磁控软起动装置，其特征在于：所述的三组磁芯和线圈绕组按星型或三角型连接后，再与电机定子线圈的三相连接。

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