專利名稱：新型無諧波軟起動器的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型屬于一種電機的起動裝置。
技術(shù)方案本實用新型目的是公開一種新型無諧波軟起動器，設計了一種新型的電路結(jié)構(gòu)?？朔F(xiàn)有軟起動器存在的諧波大、控制不可靠、響應速度慢等缺點，提高系統(tǒng)工作的可靠性及響應速度。主電路中采用自關(guān)斷器件取代了傳統(tǒng)的晶閘管。通過適當?shù)卣{(diào)整開關(guān)器件的觸發(fā)脈沖的占空比就可以調(diào)整施加到電機上的電壓，完成在晶閘管調(diào)壓結(jié)構(gòu)中通過調(diào)整晶閘管觸發(fā)角實現(xiàn)的功能。當開關(guān)器件的觸發(fā)脈沖的占空比為1時，網(wǎng)側(cè)電壓將完全施加到電機上；占空比為零時則可以切斷電源。在新的電路結(jié)構(gòu)中，因為開關(guān)器件的觸發(fā)不需要與系統(tǒng)電壓同步，因此控制方便、可靠性高；而且由于開關(guān)頻率遠大于系統(tǒng)頻率，因此響應速度快，并且不產(chǎn)生低次諧波，無需額外加裝濾波器。
本實用新型其特征是在電機每相定子繞組與電源的對應相線間串聯(lián)有如下電路，一個自關(guān)斷開關(guān)S1-3與二極管D1-3反并聯(lián)接電源，形成接入點1、4和7，引出點2、5和8，另一自關(guān)斷開關(guān)S4-6與二極管D4-6反并聯(lián)接節(jié)點2、5和8，其引出點為節(jié)點3、6和9；電容C1-3與電阻R1-3并聯(lián)，接在節(jié)點1、4、7與3、6、9之間；節(jié)點2、5和8接入電機M2的相應每相定子繞組L4-6將各相節(jié)點3、6、9連接為一點。自關(guān)斷開關(guān)S接相應的調(diào)整開關(guān)器件觸發(fā)脈沖占空比的控制信號。所述的自關(guān)斷開關(guān)SA、SB可以是門極可關(guān)斷晶閘管、電力場效應晶體管、絕緣柵雙極晶體管等。
(1)主開關(guān)開通狀態(tài)在這種狀態(tài)下主開關(guān)S1，S2，S3被接通，輔開關(guān)關(guān)斷，電網(wǎng)電壓和電流就通過一個或者兩個前面的開關(guān)，和兩個或一個前面的內(nèi)部反并聯(lián)開關(guān)二極管施加給電機。如圖6所示。
(2)死區(qū)狀態(tài)在此器件開關(guān)管都處于關(guān)斷狀態(tài)，這時通過旁路電容使電網(wǎng)電壓施加到電機的定子繞組上，維持電機電流的連續(xù)。而在旁路電容中儲存的能量將通過電阻吸收。其工作狀態(tài)如圖7所示。
(3)輔開關(guān)開通狀態(tài)在該狀態(tài)下，電機與電網(wǎng)斷開，此時輸入的電壓為零，但由于定子繞組中電流則通過一個或兩個后面的開關(guān)，和兩個或一個后面的內(nèi)部并聯(lián)開關(guān)二極管繼續(xù)流通。其狀態(tài)如圖8所示。
如果考慮到軟起設備與電機的整個系統(tǒng)，則在電機的起動和運行過程中，始終交替出現(xiàn)兩種工作模式三相模式和零模式。三相模式相當于軟起動器工作在主開關(guān)開通或者旁路狀態(tài)，在此期間電網(wǎng)的三相電壓施加到電機的定子繞組上。在零模式時，電網(wǎng)電壓與電機斷開，即軟起工作在輔開關(guān)開通狀態(tài)，為零電壓輸入。
圖3、4、5為圖2中電路的三種拓展形式。在這三種拓展形式中，電路的工作原理同圖2中電路的工作原理相同，即工作于圖6-8所示的三種運行模式下。
如圖3所述，將自關(guān)斷開關(guān)S，與二極管D，反并連接A相電源，接入點定義為節(jié)點10，引出點定義為節(jié)點11；將自關(guān)斷開關(guān)S10與而極管D10反并聯(lián)接節(jié)點11，引出點定義為節(jié)點1 2；將電容C4并聯(lián)在節(jié)點10和12之間；從節(jié)點11引出一條線接入電機M3的A相繞組L7。將B組和C相做與A相相同的連接。最后，將A相節(jié)點12與B相節(jié)點15和C相節(jié)點18連接在一起，經(jīng)電阻R4接入電機定子繞組的中性點。
如圖4所示，將自關(guān)斷開關(guān)S13與二極管D13反并聯(lián)接A相電源，接入端定義為節(jié)點19引出端定義為節(jié)點20，接電機M4的A相定子繞組；將BC相做與A相相同連接，引出端分別定義為節(jié)點22和24，并分別接入電機的B相和C相定子繞組。將電容C7與電阻R5并聯(lián)后接于節(jié)點19，引出點定義為節(jié)點30；將BC相做與A相相同的連接，引出端分別定義為節(jié)點31和32。將自關(guān)斷開關(guān)S16與二極管D22反并聯(lián)，一端定義為節(jié)點25，另一端定義為節(jié)點29；將二極管D16與D19串聯(lián)，D17與D20串聯(lián)，D18與D21串聯(lián)，然后并聯(lián)接入節(jié)點25與29之間；將節(jié)點24與D16和D19的連接點26相連，將節(jié)點22與D17和D20的連接點27相連，將節(jié)點20與D18和D21的連接點28相連；最后，將節(jié)點30，31和32共同接入節(jié)點29。
如圖5所示，將自關(guān)斷開關(guān)S17與二極管D23反并聯(lián)接A相電源，接入端定義為節(jié)點33，引出端定義為節(jié)點34，接電機M5的A相定子繞組。將電容C10接于節(jié)點33，引出點定義為節(jié)點44；將BC相做與A相相同的連接，引出端分別定義為節(jié)點45和46。將自關(guān)斷開關(guān)S20與二極管D32反并聯(lián)，一端定義為節(jié)點39，另一端定義為節(jié)點43；將二極管D26與D29串聯(lián)，D27與D30串聯(lián)，D28與D31串聯(lián)，然后并聯(lián)接入節(jié)點39與43之間；將節(jié)點38與D26和D29的連接點40相連；將節(jié)點44 45和46共同接入節(jié)點43；最后，將節(jié)點34經(jīng)電阻R8接入電機M5的定子繞組的中性點。
與目前的軟啟動器相比，新型軟起動器電路可以產(chǎn)生如下的積極作用一因為開關(guān)器件的觸發(fā)不需要與主電路同步，因此控制容易實現(xiàn)、系統(tǒng)可靠性高；二由于開關(guān)頻率遠大于主電路的頻率，所以不產(chǎn)生低次諧波，這對于消除諧波并得到良好的節(jié)能效果是十分重要的；三由于采用了自關(guān)斷器件，因此開關(guān)可以在一個系統(tǒng)周期內(nèi)多次開通和關(guān)斷，因此響應速度大大提高。
權(quán)利要求1.一種新型無諧波軟起動器，其特征是在電機每相定子繞組與電源的對應相線間串聯(lián)有如下電路，一個自關(guān)斷開關(guān)S1-3與二極管D1-3反并聯(lián)接電源，形成接入點1、4和7，引出點2、5和8，另一自關(guān)斷開關(guān)S4-6與二極管D4-6反并聯(lián)接節(jié)點2、5和8，其引出點為節(jié)點3、6和9；電容C1-3與電阻R1-3并聯(lián)，接在節(jié)點1、4、7與3、6、9之間；節(jié)點2、5和8接入電機M2的相應每相定子繞組L4-6，將各相節(jié)點3、6、9連接為一點，自關(guān)斷開關(guān)S接相應的調(diào)整開關(guān)器件觸發(fā)脈沖占空比的控制信號，所述的自關(guān)斷開關(guān)SA、SB可以是門極可關(guān)斷晶閘管、電力場效應晶體管、絕緣柵雙極晶體管。
專利摘要本實用新型公開一種新型無諧波軟起動器，提高系統(tǒng)工作的可靠性及響應速度。通過適當?shù)卣{(diào)整開關(guān)器件的觸發(fā)脈沖的占空比就可以調(diào)整施加到電機上的電壓，完成在晶閘管調(diào)壓結(jié)構(gòu)中通過調(diào)整晶閘管觸發(fā)角實現(xiàn)的功能。響應速度快，并且不產(chǎn)生低次諧波，無需額外加裝濾波器。其特征是在電機每相定子繞組與電源的對應相線間串聯(lián)有由自關(guān)斷開關(guān)S
文檔編號H02P1/26GK2596664SQ03211259
公開日2003年12月31日 申請日期2003年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月29日
發(fā)明者紀延超 申請人:紀延超