CN203590089U - 用于电动机双通道启动的*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于电动机双通道启动的***，包括：第一启动装置；第二启动装置；第一刀闸开关；第二刀闸开关；以及电动机组件；第一启动装置、第二启动装置的信号输入端分别与外界母线电源连接；第一启动装置、第二启动装置的信号输出端通过第二刀闸开关与电动机组件连接；第一启动装置与外界母线电源连接之间设置有第一刀闸开关；其中，当第二刀闸开关将第一启动装置切换至连接通路中时，电动机组件转换至绕线式电动机进行作业；当第二刀闸开关将第二启动装置切换至连接通路中时，电动机组件转换至鼠笼式电动机进行作业。本实用新型通过构建的正常运行通道、备用运行通道匹配作业实现了电动机组件的安全运行，保证生产的连续性。
Description
技术领域
本实用新型属于安全防护技术领域，特别涉及一种用于电动机双通道启动的***。
背景技术
现有技术中，大功率电动机一般由变频启动装置或软启动装置启动，但无论哪种启动装置都无法实现全年无故障、安全运行，给锅炉引风机这类不允许轻易停运的重要电机安全运行带来很大困扰。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够实现提高电动机安全运行性能、保证生产连续性的用于电动机双通道启动的***。
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种用于电动机双通道启动的***，包括：用于启动所述电动机的第一启动装置；用于启动所述电动机的第二启动装置；用于控制所述第一启动装置工作电源通断的第一刀闸开关；用于所述第一启动装置与所述第二启动装置之间进行工作切换的第二刀闸开关；以及用于能够实现鼠笼式电动机与绕线式电动机二者之间相互转换的电动机组件；所述第一启动装置、所述第二启动装置的信号输入端分别与外界母线电源连接；所述第一启动装置、所述第二启动装置的信号输出端通过所述第二刀闸开关与所述电动机组件连接；所述第一启动装置与所述外界母线电源连接之间设置有所述第一刀闸开关；其中，当所述第二刀闸开关将所述第一启动装置切换至连接通路中时，所述电动机组件转换至绕线式电动机进行作业；当所述第二刀闸开关将所述第二启动装置切换至连接通路中时，所述电动机组件转换至鼠笼式电动机进行作业。
进一步地，所述电动机组件包括：内置转子碳刷的电动机及用于对所述电动机中电动机转子进行短接的短接部件；其中，当所述第二刀闸开关将所述第一启动装置切换至连接通路中时，所述短接部件将所述电动机转子短接，取下所述转子碳刷实现电动机组件转换至绕线式电动机进行作业；当所述第二刀闸开关将所述第二启动装置切换至连接通路中时，从所述电动机中取下所述短接部件，还原所述转子碳刷实现电动机组件转换至绕线式电动机进行作业。
进一步地，所述第一启动装置是变频启动装置；和/或，所述第二启动装置是水电阻启动装置。
进一步地，所述第一启动装置包括：变频器；和/或，所述第二启动装置包括：水电阻。
进一步地，还包括：高压控制开关；所述外界母线电源分别通过所述高压控制开关与所述第一启动装置、所述第二启动装置的信号输入端连接。
进一步地，所述第一刀闸开关是单刀单掷开关。
进一步地，第二刀闸开关是单刀双掷开关。
进一步地，所述短接部件是短接板。
本实用新型提供的用于电动机双通道启动的***，通过将第一启动装置、第二启动装置的信号输入端分别与外界母线电源连接；将第一启动装置、第二启动装置的信号输出端通过第二刀闸开关与电动机组件连接；同时，第一启动装置与外界母线电源连接之间设置有第一刀闸开关；实现了在实际作业过程中，通过外界供电***母线电源、第一启动装置、第二刀闸开关及电动机组件构成电动机启动运行的正常运行通道；通过外界供电***母线电源、第二启动装置、第二刀闸开关及电动机组件构成电动机启动运行的备用运行通道；当该***处于正常运行状态时，即第二刀闸开关将第一启动装置切换至连接通路中，且电动机组件转换至鼠笼式电动机进行作业；当正常运行通道出现故障时（如第一启动装置发生故障），则第二刀闸开关将第二启动装置切换至连接通路中，且电动机组件转换至绕线式电动机进行作业；最终通过正常运行通道、备用运行通道的匹配作业实现电动机组件的安全运行，保证生产的连续性。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的用于电动机双通道启动的***信号流程示意图；以及
图2为本实用新型实施例提供的用于电动机双通道启动的***原理结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
参见图1-2，本实用新型实施例提供的一种用于电动机双通道启动的***，包括：用于启动电动机105的第一启动装置101；用于启动电动机105的第二启动装置102；用于控制第一启动装置101的工作电源通断的第一刀闸开关103；用于第一启动装置101与第二启动装置102之间进行工作切换的第二刀闸开关104；以及用于能够实现鼠笼式电动机与绕线式电动机二者之间相互转换的电动机组件105。其中，第一启动装置101、第二启动装置102的信号输入端分别与外界供电***母线电源连接；第一启动装置101、第二启动装置102的信号输出端分别通过第二刀闸开关104与电动机组件105连接；第一启动装置101与外界母线电源连接之间设置有第一刀闸开关103；实际作业过程中，外界供电***母线电源、第一启动装置101、第二刀闸开关104及电动机组件105构成电动机启动运行的正常运行通道；外界供电***母线电源、第二启动装置102、第二刀闸开关104及电动机组件105构成电动机启动运行的备用运行通道；当该***处于正常运行状态时，即第二刀闸开关104将第一启动装置101切换至连接通路中，且电动机组件105转换至鼠笼式电动机进行作业；当正常运行通道出现故障时（如第一启动装置101发生故障），则第二刀闸开关104将第二启动装置102切换至连接通路中，且电动机组件105转换至绕线式电动机进行作业；最终通过正常运行通道、备用运行通道的匹配作业实现电动机组件105的安全运行，保证生产的连续性，以及大大降低相关维护费用。
本实施例中，电动机组件105包括：内置转子碳刷的电动机（引风机电机、2800kW）及用于对电动机中电动机转子进行短接的短接部件；其中，当本实施例处于正常运行状态时，即第二刀闸开关104将第一启动装置101切换至连接通路中，且电动机组件105转换至鼠笼式电动机进行作业，即短接部件将电动机转子短接，并取下电动机内置的转子碳刷实现电动机组件转换至绕线式电动机进行作业；当正常运行通道出现故障时（如第一启动装置101发生故障），则第二刀闸开关104将第二启动装置102切换至连接通路中，且电动机组件105转换至绕线式电动机进行作业，即从电动机中取下短接部件，并还原转子碳刷（将转子碳刷重新安装至电动机中）实现电动机组件105转换至绕线式电动机进行作业。
本实施例中，优选的，第一启动装置101是变频启动装置；该装置包括：变频器；其中，通过选用变频器变频调速具有如下优点：
1、变频器可有效降低电动机能耗；
具体而言，从流体力学的原理得知，使用感应电动机驱动的风机、水泵负载，轴功率P与流量Q，扬程H的关系为：P∝Q×H；当电动机的转速由n1变化到n2时,Q、H、P与转速的关系如下: 
即流量Q与电机转速n成正比关系，而所需的轴功率P与转速的立方成正比关系；所以当需要80％的额定流量时，通过调节电机的转速至额定转速的80％，即调节频率到40Hz即可，这时所需功率将仅为原来的51.2％。
2、变频器可实现电动机的软启软停，减少对电网的冲击：
具体而言，采用高压变频后，电动机实现软启软停，启动电流不超过电动机额定电流的1.2倍，对电网无任何冲击，且电动机使用寿命延长；实现了在其整个运行范围内，可保证电动机运行平稳、损耗减小、温升正常，以及无任何附加异常振动和噪音。
3、变频器可增强电动机的保护功能；
具体而言，变频器具有过流、短路、过压、欠压、缺相、温升等多项保护功能，更完善地保护了电动机。
4、可降低***运行维护费用：
具体而言，采用变频器变频调节后，通过调节电动机转速实现节能；转速降低，主设备及相应辅助设备如轴承等磨损较前减轻，维护周期、设备运行寿命延长；且变频改造后风门开度可达100％，运行中不承受压力，可显著减少风门的维护量；在使用变频器过程中，只需定期对变频器除灰，无需停机，保证了生产的连续性。
本实施例中，优选的，第二启动装置102是水电阻启动装置；该水电阻启动装置包括：水电阻；第一刀闸开关103是单刀单掷开关K1；第二刀闸开关104是单刀双掷开关K2；短接部件是短接板。同时，为便于外界母线电源与第一启动装置101、第二启动装置102之间电源控制通断，本实施例还包括高压控制开关106；其中，外界母线电源分别通过高压控制开关106与第一启动装置101、第二启动装置102的信号输入端连接；且第一刀闸开关103（单刀单掷开关）置于高压控制开关106与第一启动装置101之间。
具体而言，当本实施例正常运行时，***母线电源输出的电源信号依次经过高压控制开关106、单刀单掷开关K1传输至变频启动装置，变频启动装置输出电源信号经单刀双掷开关K2传输至电动机，当变频启动装置发生故障，作业人员迅速通过单刀双掷开关K2切换启动备用运行通道，且断开单刀单掷开关K1，进而实现***母线电源输出的电源信号依次经过高压控制开关106、水电阻、单刀双掷开关K2传输至电动机，最终实现利用水电阻起动电动机。其中，变频启动装置故障保护可由变频器故障节点与用户开关连锁，一旦变频故障，即可马上断开输入侧高压控制开关106及单刀单掷开关K1，将变频启动装置隔离，同时切换单刀双掷开关K2至备用运行通道；又一方面，单刀单掷开关K1、单刀双掷开关K2之间还具有闭锁和防止误操作功能(单刀双掷开关K2包括一个刀闸、上下二个静接触端，即刀闸下推时变频器回路接通，刀闸上推时水电阻回路接通,由于单刀双掷开关K2只有一个刀闸，即从根本上避免了水电阻和变频器同时接通，造成误操作事故的可能性)
需要说明的是，大功率电动机要实现变频器和水电阻双通道启动，现有技术中必须要克服以下三个技术障碍：
1、鼠笼式电动机和绕线式电动机如何转换；
现有技术中，三相异步电动机按转子不同，分为鼠笼式电动机和绕线式电动机，鼠笼式转子用铜条安装在转子铁芯槽内，两端用端环焊接，形状像鼠笼，绕线式转子的三相绕组连接成星形，三根端线连接到装在转轴上的三个铜滑环上，通过一组电刷与外电路相连接。因此鼠笼式电动机和绕线式电动机区别主要在转子，鼠笼式电动机转子内部直接闭合形成回路，绕线式电动机转子则引出接线，用于串接电阻。即从原理上讲：只要将绕线式电动机转子的三根引出线短接，绕线式电动机就改装成了鼠笼式电动机。同理，只要将绕线式电动机转子三根引出线短接点断开，鼠笼式异步电动机就改装成了绕线式电动机；其中，鼠笼式电动机和绕线式电动机内部结构原理均为现有技术中，此处不再赘述；
2、正常运行时，绕线式电动机如何用变频器启动；
1）、首先将绕线式异步电动机改造成鼠笼式电动机，即将绕线式电动机转子的三根引出线用短接部件（铜板）短接，并将绕线式电动机电刷拆除；
2）、在开关柜和电动机之间接入变频器，并利用变频器启动鼠笼式电动机；
3、如果变频器故障，已改成鼠笼式的电动机如何用水电组启动；
1）、首先将鼠笼式异步电动机改造成绕线式电动机，即将绕线式电动机转子的三根引出线短接板取下，再装上绕线式电动机电刷；
2）、在绕线式异步电动机的转子回路中串入备用的水电阻，利用水电阻启动绕线式电动机。
通过将本实用新型实施例提供的用于电动机双通道启动的***投入实际应用中，经实测，将本实用新型与传统技术相比，在余热炉产汽量和传统技术中余热炉产汽量相同的情况下，风机每小时耗电量要比传统技术减少200度，以3台引风机为例，每天节约成本：200度×0.5元/度×24小时×3台=7200元；每年节约购电成本：7200元×200日=140万元；即通过本实用新型大大减少了应用成本，具有适应性广的特点。
本实用新型提供的用于电动机双通道启动的***，通过将第一启动装置、第二启动装置的信号输入端分别与外界母线电源连接；将第一启动装置、第二启动装置的信号输出端通过第二刀闸开关与电动机组件连接；同时，第一启动装置与外界母线电源连接之间设置有第一刀闸开关；实现了在实际作业过程中，通过外界供电***母线电源、第一启动装置、第二刀闸开关及电动机组件构成电动机启动运行的正常运行通道；通过外界供电***母线电源、第二启动装置、第二刀闸开关及电动机组件构成电动机启动运行的备用运行通道；当该***处于正常运行状态时，即第二刀闸开关将第一启动装置切换至连接通路中，且电动机组件转换至鼠笼式电动机进行作业；当正常运行通道出现故障时（如第一启动装置发生故障），则第二刀闸开关将第二启动装置切换至连接通路中，且电动机组件转换至绕线式电动机进行作业；最终通过正常运行通道、备用运行通道的匹配作业实现电动机组件的安全运行，保证生产的连续性。同时，本实用新型还具有结构简单、安全性能高及适用性广的特点。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照实例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种用于电动机双通道启动的***，其特征在于，包括：
用于启动所述电动机的第一启动装置；用于启动所述电动机的第二启动装置；用于控制所述第一启动装置工作电源通断的第一刀闸开关；用于所述第一启动装置与所述第二启动装置之间进行工作切换的第二刀闸开关；以及用于能够实现鼠笼式电动机与绕线式电动机二者之间相互转换的电动机组件；
所述第一启动装置、所述第二启动装置的信号输入端分别与外界母线电源连接；所述第一启动装置、所述第二启动装置的信号输出端通过所述第二刀闸开关与所述电动机组件连接；所述第一启动装置与所述外界母线电源连接之间设置有所述第一刀闸开关；
其中，
当所述第二刀闸开关将所述第一启动装置切换至连接通路中时，所述电动机组件转换至绕线式电动机进行作业；
当所述第二刀闸开关将所述第二启动装置切换至连接通路中时，所述电动机组件转换至鼠笼式电动机进行作业。
2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述电动机组件包括：
内置转子碳刷的电动机及用于对所述电动机中电动机转子进行短接的短接部件；其中，
当所述第二刀闸开关将所述第一启动装置切换至连接通路中时，所述短接部件将所述电动机转子短接，取下所述转子碳刷实现电动机组件转换至绕线式电动机进行作业；
当所述第二刀闸开关将所述第二启动装置切换至连接通路中时，从所述电动机中取下所述短接部件，还原所述转子碳刷实现电动机组件转换至绕线式电动机进行作业。
3.根据权利要求2所述的***，其特征在于：
所述第一启动装置是变频启动装置；
和/或，
所述第二启动装置是水电阻启动装置。
4.根据权利要求2所述的***，其特征在于：
所述第一启动装置包括：变频器；
和/或，
所述第二启动装置包括：水电阻。
5.根据权利要求1所述的***，其特征在于，还包括：
高压控制开关；
所述外界母线电源分别通过所述高压控制开关与所述第一启动装置、所述第二启动装置的信号输入端连接。
6.根据权利要求1所述的***，其特征在于：
所述第一刀闸开关是单刀单掷开关。
7.根据权利要求1所述的***，其特征在于：
所述第二刀闸开关是单刀双掷开关。
8.根据权利要求2所述的***，其特征在于：
所述短接部件是短接板。
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| CN106300820A (zh) * | 2016-08-29 | 2017-01-04 | 武汉钢铁股份有限公司 | 一种降低绕线式电动机能耗的改造方法 |
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