專利名稱：一種低熔點(diǎn)金屬液體變阻器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種變阻器，特別涉及一種利用低熔點(diǎn)金屬的導(dǎo)電性制成的液體變阻器，可應(yīng)用于交流電動(dòng)機(jī)的軟啟動(dòng)。
背景技術(shù)：
交流電動(dòng)機(jī)由于其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便、價(jià)格低廉的特點(diǎn)，而廣泛作為電力拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械的動(dòng)力，在各種行業(yè)有大量的應(yīng)用。電動(dòng)機(jī)在恒壓下直接起動(dòng)，其起動(dòng)電流約為額定電流的6-12倍，其轉(zhuǎn)速要在很短時(shí)間內(nèi)從零升至額定轉(zhuǎn)速，會(huì)在起動(dòng)過程中產(chǎn)生沖擊，很容易使電力拖動(dòng)對(duì)象的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等造成嚴(yán)重磨損甚至損壞。特別是高壓電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)瞬間大電流的沖擊下，將引起電網(wǎng)電壓降低，影響到電網(wǎng)內(nèi)其它設(shè)備的正常運(yùn)行。液體變阻器是目前應(yīng)用最廣泛的交流電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)的方法。液體變阻器以化學(xué)鹽溶液(如碳酸鈉或氯化鈉的水溶液)為導(dǎo)電介質(zhì)，將液體電阻串入電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子回路，通過伺服電動(dòng)機(jī)改變極板間距，從而改變液體電阻的大小，達(dá)到無(wú)級(jí)連續(xù)調(diào)整電動(dòng)機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和啟動(dòng)電流的目的。液體變阻器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)級(jí)變電阻的特點(diǎn)，但液體變阻器使用的是碳酸鈉或氯化鈉的水溶液，一方面由于鹽溶液具有較強(qiáng)的腐蝕性，常出現(xiàn)行程開關(guān)外殼銹蝕和導(dǎo)電接點(diǎn)接觸不良等故障；另一方面，鹽溶液在高溫下易沸騰蒸發(fā)，因此需增加鹽溶液的量來(lái)增加熱容量，造成設(shè)備體積龐大；且鹽溶液在常溫下易揮發(fā)，需要不斷補(bǔ)充，增加操作復(fù)雜性。為此，本發(fā)明提出一種低熔點(diǎn)金屬液體變阻器，以低熔點(diǎn)金屬為工作介質(zhì)，利用其導(dǎo)電性使電阻無(wú)級(jí)變化，實(shí)現(xiàn)交流電動(dòng)機(jī)的軟啟動(dòng)。其典型優(yōu)點(diǎn)如下:(1)導(dǎo)電性好。低熔點(diǎn)金屬具有遠(yuǎn)高于化學(xué)鹽溶液的導(dǎo)電性，因此低熔點(diǎn)金屬用量少，系統(tǒng)體積小重量輕；(2)耐高溫。低熔點(diǎn)金屬沸點(diǎn)高達(dá)2000°C，性質(zhì)穩(wěn)定，不易揮發(fā)，系統(tǒng)更加安全可靠；(3)熱導(dǎo)率高。低熔點(diǎn)金屬具有遠(yuǎn)高于水的熱導(dǎo)率，因而能將電阻發(fā)熱量及時(shí)散發(fā)；(4)無(wú)毒，物化性質(zhì)穩(wěn)定。低熔點(diǎn)金屬不易揮發(fā)，不需定時(shí)補(bǔ)充液體，且低熔點(diǎn)金屬不易銹蝕電極，運(yùn)行更加穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種低熔點(diǎn)金屬液體變阻器，該變阻器以低熔點(diǎn)金屬為工作介質(zhì)，利用其導(dǎo)電性使電阻無(wú)級(jí)變化，實(shí)現(xiàn)交流電動(dòng)機(jī)的軟啟動(dòng)。本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
本發(fā)明提供的低熔點(diǎn)金屬液體變阻器，如圖1所示，其組成如下:
一殼體I ;
一靜電極板2,所述靜電極板2固定于所述殼體I中；
一動(dòng)電極板3,所述動(dòng)電極板3與所述靜電極板2相對(duì)布置；
一低熔點(diǎn)金屬4,所述低熔點(diǎn)金屬4填充于所述殼體I中；一絲桿5，所述絲桿5與所述動(dòng)電極板3相連。所述殼體I材質(zhì)可為金屬，塑料或陶瓷；所述金屬為不銹鋼或銅；所述塑料為聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯或聚碳酸酯；所述陶瓷為氧化鋁陶瓷。所述靜電極板2及所述動(dòng)電極板3材質(zhì)為金屬、導(dǎo)電陶瓷或石墨。所述低熔點(diǎn)金屬3為熔點(diǎn)在50° C以下的鎵、鎵基二元合金、鎵基多元合金、銦基合金，或秘基合金。所述鎵基二元合金為鎵銦合金、鎵鉛合金或鎵汞合金。所述鎵基多元合金為鎵銦錫合金或鎵銦錫鋅合金。所述絲桿5與所述動(dòng)電極板3相連，以驅(qū)動(dòng)所述動(dòng)電極板3在殼體中上下運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而改變所述靜電極板2與所述動(dòng)電極板3間的距離。在實(shí)際運(yùn)行中，本發(fā)明提供的低熔點(diǎn)金屬液體變阻器，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)將低熔點(diǎn)金屬液體變阻器以最大的電阻值串接在轉(zhuǎn)子回路中，保證電動(dòng)機(jī)以較小的起動(dòng)電流和較大的力矩開始起動(dòng)，隨著電極的移動(dòng)，兩個(gè)電極間的距離連續(xù)變小，可以在電極間得到連續(xù)變化的電阻值。當(dāng)兩個(gè)電極間的距離為零時(shí)，低熔點(diǎn)金屬液體變阻器對(duì)外的電阻值就等于零，啟動(dòng)過程結(jié)束，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在固有特性曲線上。本發(fā)明的低熔點(diǎn)金屬液體變阻器，其優(yōu)點(diǎn)在于:
(O導(dǎo)電性好。低熔點(diǎn)金屬具有遠(yuǎn)高于化學(xué)鹽溶液的導(dǎo)電性，因此低熔點(diǎn)金屬用量少，系統(tǒng)體積小重量輕。(2)耐高溫。低熔點(diǎn)金屬沸點(diǎn)高達(dá)2000°C，性質(zhì)穩(wěn)定，不易揮發(fā)，系統(tǒng)更加安全可
O(3)熱導(dǎo)率高。低熔點(diǎn)金屬具有遠(yuǎn)高于水的熱導(dǎo)率，因而能將電阻發(fā)熱量及時(shí)散發(fā)。(4)無(wú)毒，物化性質(zhì)穩(wěn)定。低熔點(diǎn)金屬不易揮發(fā)，因而不需定時(shí)補(bǔ)充液體，且低熔點(diǎn)金屬不易銹蝕電極，運(yùn)行更加穩(wěn)定。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于各種高壓大功率電動(dòng)機(jī)的軟啟動(dòng)應(yīng)用領(lǐng)域。


圖1為實(shí)施例1中電動(dòng)機(jī)開始啟動(dòng)時(shí)低熔點(diǎn)金屬液體變阻器的結(jié)構(gòu)示意 圖2為實(shí)施例1中電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)結(jié)束時(shí)低熔點(diǎn)金屬液體變阻器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明。實(shí)施例1
實(shí)施例1展示了本發(fā)明的低熔點(diǎn)金屬液體變阻器一種典型應(yīng)用。圖1為電動(dòng)機(jī)開始啟動(dòng)時(shí)低熔點(diǎn)金屬液體變阻器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)結(jié)束時(shí)低熔點(diǎn)金屬液體變阻器的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1和圖 2所示，本實(shí)施例的低熔點(diǎn)金屬液體變阻器由殼體1、靜電極板2、動(dòng)電極板3、低熔點(diǎn)金屬4，以及絲桿5組成。所述殼體I材質(zhì)為不銹鋼；所述靜電極板2固定于所述殼體I中,材質(zhì)為銅；
所述動(dòng)電極板3與所述靜電極板2平行相對(duì)，材質(zhì)為銅；
所述低熔點(diǎn)金屬4填充于所述殼體I中，低熔點(diǎn)金屬4為鎵銦錫鉍鋅錫合金；
所述絲桿5與所述動(dòng)電極板3相連，以驅(qū)動(dòng)所述動(dòng)電極板3在殼體中上下運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而改變所述靜電極板2與所述動(dòng)電極板3間的距離。采用不同的電極截面及不同的電極的初始距離，可以得到不同的變阻器最大電阻值。本實(shí)施例中，所述靜電極板2與所述動(dòng)電極板3的電極截面積為1cm2，距離為1.2m。低熔點(diǎn)金屬4的電導(dǎo)率為1.2*104 S/m。根據(jù)電阻計(jì)算公式可知，本實(shí)施例中的低熔點(diǎn)金屬液體變阻器，其最大電阻值為:
權(quán)利要求
1.一種低熔點(diǎn)金屬液體變阻器，其特征在于，其組成如下: 一殼體I ; 一靜電極板2,所述靜電極板2固定于所述殼體I中； 一動(dòng)電極板3,所述動(dòng)電極板3與所述靜電極板2相對(duì)布置； 一低熔點(diǎn)金屬4,所述低熔點(diǎn)金屬4填充于所述殼體I中； 一絲桿5，所述絲桿5與所述動(dòng)電極板3相連。
2.按權(quán)利要求1所述的低熔點(diǎn)金屬液體變阻器，其特征在于，所述殼體I材質(zhì)可為金屬、塑料或陶瓷。
3.按權(quán)利要求2所述的低熔點(diǎn)金屬液體變阻器，其特征在于，所述金屬為不銹鋼或銅；所述塑料為聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯或聚碳酸酯；所述陶瓷為氧化鋁陶瓷。
4.按權(quán)利要求1所述的低熔點(diǎn)金屬液體變阻器，其特征在于，所述靜電極板2及所述動(dòng)電極板3材質(zhì)為金屬、導(dǎo)電陶瓷或石墨。
5.按權(quán)利要求1所述的低熔點(diǎn)金屬液體變阻器，其特征在于，所述低熔點(diǎn)金屬3為熔點(diǎn)在50° C以下的鎵、鎵基二元合金、鎵基多元合金、銦基合金，或鉍基合金。
6.按權(quán)利要求5所述的低熔點(diǎn)金屬液體變阻器，其特征在于，所述鎵基二元合金為鎵銦合金、鎵鉛合金或鎵萊合金。
7.按權(quán)利要求5所述的低熔點(diǎn)金屬液體變阻器，其特征在于，所述鎵基多元合金為鎵銦錫合金或鎵銦錫鋅鉍合金。
8.按權(quán)利要求1所述的低熔點(diǎn)金屬液體變阻器，其特征在于，所述絲桿5與所述動(dòng)電極板3相連，以驅(qū)動(dòng)所述動(dòng)電極板3在殼體中上下運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而改變所述靜電極板2與所述動(dòng)電極板3間的距離。
全文摘要
本發(fā)明涉及的低熔點(diǎn)金屬液體變阻器，其由殼體、靜電極板、動(dòng)電極板、低熔點(diǎn)金屬及絲桿組成；殼體上固定靜電極板，殼體中填充低熔點(diǎn)金屬，動(dòng)電極板與靜電極板2成對(duì)布置，且動(dòng)電極板與絲桿5相連。在絲桿的驅(qū)動(dòng)下，動(dòng)電極板在殼體中上下運(yùn)動(dòng)，以改變靜電極板與動(dòng)電極板間的距離，進(jìn)而改變變阻器的電阻，達(dá)到調(diào)節(jié)啟動(dòng)電流，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)的目的。本發(fā)明充分利用了低熔點(diǎn)金屬穩(wěn)定無(wú)毒且導(dǎo)熱導(dǎo)電性好的特性，使得變阻器系統(tǒng)更加安全穩(wěn)定，且大大減小了系統(tǒng)的體積和重量。本發(fā)明涉及的低熔點(diǎn)金屬液體變阻器可廣泛應(yīng)用于各種高低壓大功率電動(dòng)機(jī)的軟啟動(dòng)應(yīng)用領(lǐng)域。
文檔編號(hào)H01C10/02GK103198911SQ20131015450
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月28日
發(fā)明者郭瑞, 考笑梅 申請(qǐng)人:北京依米康散熱技術(shù)有限公司