專利名稱：無線遙控軟啟動電氣電箱的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及大功率電氣控制領域，特別涉及一種無線遙控軟啟動電氣電箱。
背景技術：
隨著國民經(jīng)濟的飛躍發(fā)展，現(xiàn)代化大型和特大型企業(yè)不斷增強他們的生產(chǎn)能力。 大型設備所配用的電動機容量也不斷增大，幾千KW、幾萬KW的電動機已在許多企業(yè)中得到 應用。但隨之而來出現(xiàn)了大型電動機的安全啟動問題，同時，其運行情況的好與壞也是企業(yè) 面對的現(xiàn)實。對于家用電器的電動機而言，直接啟動是最簡單方便可行的方式。但隨著電動機 容量越來越大，直接啟動已經(jīng)無法適應生產(chǎn)力發(fā)展的需要，其弊端嚴重制約了大型電動機 的應用。大型電動機本身電氣因素決定了它在啟動時的電流為其額定電流的4到7倍，如 果其所在電網(wǎng)容量不夠大，啟動電流會引起電網(wǎng)電壓急劇下降，電源頻率也會改變，嚴重影 響其他用電設備的安全運行，甚至會導致全電網(wǎng)失去穩(wěn)定，造成不可估量的損失。另外，這樣大的啟動電流對電動機本身也會造成損傷大電流產(chǎn)生大熱量，加速電 機老化，降低電機使用壽命；大電流在電動機的定子線圈和轉子上產(chǎn)生很大的電動應力，破 壞繞組的絕緣體，引起電機故障，同時對那些與電動機相關聯(lián)的生產(chǎn)機械來說也會造成很 大的損傷。同時，電動機的直接啟動和停止都是操縱電器開關的合、開來實現(xiàn)的，在開關的 合、開瞬間都伴隨著過電壓的產(chǎn)生，其幅值有時高達5倍額定電壓。這樣高的電壓將對電動 機造成很大傷害，導致電動機出現(xiàn)短路、接地故障等。為解決上述諸多問題，人們常會在電氣控制柜中設置軟啟動器，通過軟啟動器緩 慢增加電機的啟動電壓，達到減小啟動電流的目的。但是現(xiàn)有的軟啟動電氣箱都是手動操作，無法在長距離的情況下操作。對于一些 施工現(xiàn)場和控制中心分開情況，則需要同時在現(xiàn)場和控制中心配置工人，并采用無線通訊 設備進行通訊，造成較高的人力和設備成本。并且，由于施工現(xiàn)場往往噪聲較大，對正常的 無線通話造成障礙，會嚴重影響到正常的工業(yè)生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種無線遙控軟啟動電氣電箱，以解決現(xiàn)有的軟啟動電氣箱 無法遠距離操作的問題。本發(fā)明提出一種無線遙控軟啟動電氣電箱，用于控制大功率電機的啟動和停機， 包括軟啟動器及開關控制單元，軟啟動器設置在電源輸入端與電機之間，用于緩慢地增加 電機的啟動電壓，實現(xiàn)電機緩慢地啟動。開關控制單元與軟啟動器相連，用于控制軟啟動器 的啟動與停止。其中，開關控制單元又進一步包括常開啟動開關、常閉停止開關、無線遙控 常開接點、無線遙控常閉接點。常開啟動開關與軟啟動器相連，用于觸發(fā)該軟啟動器與三相 交流電導通。常閉停止開關與軟啟動器相連，用于觸發(fā)該軟啟動器與三相交流電斷開。無線遙控常開接點與常開啟動開關并聯(lián)，用于通過無線遙控的方式控制電機啟動。無線遙控 常閉接點與常閉停止開關串聯(lián)，用于通過無線遙控的方式控制電機停機。優(yōu)選的，所述的無線遙控軟啟動電氣電箱還包括旁路接觸器，其與軟啟動器并聯(lián)， 用于在電機達到額定轉速時，取代軟啟動器，并為電機提供工作電壓。優(yōu)選的，常開啟動開關和常閉停止開關為雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。優(yōu)選的，所述的無線遙控軟啟動電氣電箱還包括接收單元和解碼單元。接收單元 用于接收遠程遙控器發(fā)送來的控制信號。解碼單元分別與接收單元及開關控制單元相連， 用于對控制信號進行解碼，并將控制信號傳輸給開關控制單元。優(yōu)選的，軟啟動器又進一步包括三相晶閘管、采樣單元和反饋控制單元。三相晶閘 管串接在三相交流電輸入端與電機之間。采樣單元與三相晶閘管相連，用于采集三相晶閘 管的輸入端電流。反饋控制單元分別與三相晶閘管及采樣單元相連，用于將采樣電流與預 先設置的電機啟動電流特性曲線進行比較，并根據(jù)比較結果控制三相晶閘管的導通角。相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明具有以下優(yōu)點1、本發(fā)明實現(xiàn)了電機軟啟動的遠程控制，對于施工現(xiàn)場與控制中心有一定距離的 情況，只需要一個操作人員便可以獨立完成操作，節(jié)約了人力成本。2、本發(fā)明由于只需要一個人便可以完成操作控制，因而無須購置通訊工具，節(jié)約 了設備成本。3、本發(fā)明由于只需要一個人便可以完成操作控制，因而避免了施工現(xiàn)場的噪音對 操作者之間通話的影響，減少了誤操作的概率。


圖1為本發(fā)明無線遙控軟啟動電氣電箱的一種實施例電路原理圖；圖2為本發(fā)明開關控制單元的工作原理圖；圖3為本發(fā)明軟啟動器的一種實施例結構圖；圖4為電機直接啟動和軟啟動的電壓變化對比圖；圖5為本發(fā)明無線遙控軟啟動電氣電箱的一種控制電路原理圖。
具體實施例方式本發(fā)明的主要思想是將無線遙控開關和傳統(tǒng)開關相結合，對軟啟動電氣箱進行改 造，從而實現(xiàn)對軟啟動電氣箱的遠程操控。以下結合附圖，具體說明本發(fā)明。請參見圖1，其為本發(fā)明無線遙控軟啟動電氣電 箱的一種實施例電路原理圖。此無線遙控軟啟動電氣電箱10包括軟啟動器11、旁路接觸 器12、開關控制單元13、解碼單元14和接收單元15。三相交流電輸入端U、V、W是軟啟動 器11的進線端，軟啟動器11的的輸出端U’、V’、W’連接電機M，軟啟動器11串接在三相交 流輸入端和電機M之間，用來對電機M的啟動電壓進行控制。旁路接觸器12與軟啟動器11 并聯(lián)，當電機M達到額定轉數(shù)時，旁路接觸器12自動導通，并代替軟啟動器11為電機M提 供工作電壓。開關控制單元13與軟啟動器11內(nèi)部開關相連，用于控制軟啟動器的啟動與停止， 其不僅可以現(xiàn)場控制，還可以實現(xiàn)遠程控制。接收單元15用于接收遠程遙控器發(fā)送來的控制信號。解碼單元14分別和接收單元15及開關控制單元13相連，用于對遠程控制信號進 行解碼，并將控制信號傳輸給開關控制單元13。請參見圖2，其為開關控制單元的工作原理圖。常開啟動開關Si、常閉停止開關S2 作為現(xiàn)場手動操作開關，其通過A、B、C三根線連接到軟啟動器。在電氣箱處于“手動”狀態(tài) 下，當操作人員按下“起動“按鈕時，便會觸發(fā)常開啟動開關Sl閉合，并導通軟啟動器11與 電源輸入端之間的連接；當操作人員按下”停止“按鈕時，便會觸發(fā)常閉停止開關S2斷開， 并斷開軟啟動器11與電源輸入端之間的連接。常開啟動開關Si、常閉停止開關S2通?？?以由雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器構成。而無線遙控常開接點S3與常開啟動開關Sl并聯(lián)，用來實現(xiàn)遠程起動指令。無線 遙控常閉接點S4與常閉停止開關S2串聯(lián)，用來實現(xiàn)遠程停機指令。當操作員通過遙控器 進行遠程起動操作時，接收單元15會接收到控制信號，并經(jīng)過解碼單元14解碼后傳輸給無 線遙控常開接點S3，并觸發(fā)無線遙控常開接點S3閉合，從而導通軟啟動器11與電源輸入 端之間的連接，使電機M開始運作。同樣，操作員也可以通過遠程遙控操作來觸發(fā)無線遙控 常閉接點S4斷開，從而使電機M停機。無線遙控常開接點S3和無線遙控常閉接點S4同樣 也可以由雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器構成。由于在遠程遙控時，常開啟動開關S 1始終處于斷開狀態(tài)，常 閉停止開關S2始終處于閉合狀態(tài)；而在進行現(xiàn)場按鈕操作時，無線遙控常開接點S3是始終 處于斷開狀態(tài)，無線遙控常閉接點S4始終處于閉合狀態(tài)，因此現(xiàn)場操作和遠程操作互不干 擾。為便于進一步理解本發(fā)明，申請人以無線遙控軟啟動電氣電箱的一較為詳盡的控 制電路來說明本發(fā)明，如圖5所示。當操作員通過遠程遙控器控制無線遙控常開接點S3閉 合，或者操作員在現(xiàn)場控制按下“啟動”按鈕并控制啟動開關Sl閉合時，接通了角形接觸器 的線圈KMl回路，從而使角形接觸器的常開觸頭ΚΜΓ閉合。常開觸頭ΚΜΓ閉合之后，便會 接通主接觸器的線圈KM2回路，從而使得主接觸器的常開觸頭KM2’閉合。主接觸器的常開 觸頭KM2’閉合之后，便接通了三相交流電，使電機的啟動開始。當操作員通過遠程遙控器 控制無線遙控常閉接點S4斷開，或者操作員在現(xiàn)場控制按下“停機”按鈕并控制停止開關 S2斷開時，便截斷了三相交流電的輸入，進而使電機停止運作。本發(fā)明的軟啟動器11采用三相反并聯(lián)晶閘管作為調(diào)壓器，將其接到三相交流電 輸入端和電動機定子之間。如圖3所示，其為本發(fā)明軟啟動器11的一種實施例結構圖。本 實施例采用六個單向可控硅組成調(diào)壓器，其中每兩個單向可控硅反向并聯(lián)后設置在一相線 路中。采樣單元32與調(diào)壓器的輸入端相連，用于采集調(diào)壓器的輸入端電流。反饋控制單元 33分別與采樣單元32及各個單向可控硅相連，用于將采樣電流與預先設置的電機啟動電 流特性曲線進行比較，并根據(jù)比較結果控制三相晶閘管的導通角，從而控制電機的輸入電 壓和啟動速度。啟動電機M時，晶閘管的輸入電壓逐漸增加，電機M逐漸加速，直到晶閘管完全導 通，電動機M工作在額定電壓的機械特性上，實現(xiàn)平滑啟動，降低啟動電流。待電機M達到 額定轉速時，啟動過程結束，旁路接觸器12自動閉合，并代替軟啟動器11為電機M提供工 作電壓，以降低晶閘管的熱損耗，延長軟啟動器11的使用壽命，提高其工作效率，又使電網(wǎng) 避免了諧波污染。請參見圖4，其為電機直接啟動和軟啟動的電壓變化對比圖。圖中軟啟動 過程中的電壓上升斜坡可以根據(jù)實際需要進行調(diào)整，其可以根據(jù)對預設在反饋控制單元33中的啟動電流數(shù)據(jù)的調(diào)節(jié)來實現(xiàn)。本發(fā)明通過將傳統(tǒng)的軟啟動電氣箱與無線遙控開關相結合，實現(xiàn)對電機運行狀態(tài) 的遠程軟啟動控制，操作方便，又節(jié)約了人力物力成本，特別適用于三相異步電動機拖動的 風機、水泵、壓縮機，以及其它需要降壓軟起動控制的場所。以上公開的僅為本發(fā)明的幾個具體實施例，但本發(fā)明并非局限于此，任何本領域 的技術人員能思之的變化，都應落在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權利要求
一種無線遙控軟啟動電氣電箱，用于控制大功率電機的啟動和停機，其特征在于，包括一軟啟動器及一開關控制單元，該軟啟動器設置在電源輸入端與電機之間，用于緩慢地增加電機的啟動電壓，實現(xiàn)電機緩慢地啟動，該開關控制單元與該軟啟動器相連，用于控制該軟啟動器的啟動與停止，其中，該開關控制單元又進一步包括一常開啟動開關，與該軟啟動器相連，用于觸發(fā)該軟啟動器與三相交流電導通；一常閉停止開關，與該軟啟動器相連，用于觸發(fā)該軟啟動器與三相交流電斷開；一無線遙控常開接點，與該常開啟動開關并聯(lián)，用于通過無線遙控的方式控制電機啟動；一無線遙控常閉接點，與該常閉停止開關串聯(lián)，用于通過無線遙控的方式控制電機停機。
2.如權利要求1所述的無線遙控軟啟動電氣電箱，其特征在于，其還包括一旁路接觸 器，其與該軟啟動器并聯(lián)，用于在電機達到額定轉速時，取代該軟啟動器，并為電機提供工 作電壓。
3.如權利要求1所述的無線遙控軟啟動電氣電箱，其特征在于，該常開啟動開關和該 常閉停止開關為雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。
4.如權利要求1所述的無線遙控軟啟動電氣電箱，其特征在于，其還包括 一接收單元，用于接收遠程遙控器發(fā)送來的控制信號；一解碼單元，分別與該接收單元及該開關控制單元相連，用于對控制信號進行解碼，并 將控制信號傳輸給該開關控制單元。
5.如權利要求1所述的無線遙控軟啟動電氣電箱，其特征在于，該軟啟動器又進一步 包括一三相晶閘管，串接在三相交流電輸入端與電機之間； 一采樣單元，與該三相晶閘管相連，用于采集該三相晶閘管的輸入端電流； 一反饋控制單元，其分別與該三相晶間管及該采樣單元相連，用于將采樣電流與預先 設置的電機啟動電流特性曲線進行比較，并根據(jù)比較結果控制該三相晶閘管的導通角。
全文摘要
本發(fā)明提出一種無線遙控軟啟動電氣電箱，包括軟啟動器及開關控制單元，軟啟動器設置在電源輸入端與電機之間。開關控制單元與軟啟動器相連，用于控制軟啟動器的啟動與停止。其中，開關控制單元又進一步包括常開啟動開關、常閉停止開關、無線遙控常開接點、無線遙控常閉接點。常開啟動開關與軟啟動器相連，用于觸發(fā)該軟啟動器與三相交流電導通。常閉停止開關與軟啟動器相連，用于觸發(fā)該軟啟動器與三相交流電斷開。無線遙控常開接點與常開啟動開關并聯(lián)，用于通過無線遙控的方式控制電機啟動。無線遙控常閉接點與常閉停止開關串聯(lián)，用于通過無線遙控的方式控制電機停機。本發(fā)明具有操作方便、成本低的優(yōu)點。
文檔編號H02P3/18GK101882905SQ201010195508
公開日2010年11月10日 申請日期2010年6月8日 優(yōu)先權日2010年6月8日
發(fā)明者戴兵, 王峰, 祝強 申請人:上海隧道工程股份有限公司