專利名稱：大功率電機(jī)軟起動用可調(diào)自耦變壓器裝置及起動方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種大功率電機(jī)軟起動裝置，尤其是一種采用可調(diào)自耦變壓器的軟起動裝置，以及ー種使用該自耦變壓器的大功率電機(jī)軟起動方法。
背景技術(shù)：
功率在8000W以上的大功率電機(jī)，其在全壓起動時會產(chǎn)生較大的沖擊電流，一般為額定電流Ie的5-8倍。電機(jī)的容量越大，起動時所產(chǎn)生的沖擊電流對電網(wǎng)及其負(fù)載沖擊就越大。當(dāng)電機(jī)的容量過大時，沖擊電流甚至?xí)：﹄娋W(wǎng)的安全運(yùn)行；同時由于起動應(yīng)カ較大，使負(fù)載設(shè)備的使用壽命較低。目前大功率電機(jī)起動用的變壓器通常為抽頭固定的自耦變壓器，在整個電機(jī)起動 過程中，自耦變壓器的抽頭是不可變的。為了減少大功率電機(jī)在起動時對電網(wǎng)的沖擊，就必須使用低壓抽頭的自耦變壓器，但低壓抽頭的自耦變壓器會使電機(jī)起動時間延長，甚至使電機(jī)無法起動。由于這些原因的存在，限制了自耦變壓器在大功率電機(jī)起動中的應(yīng)用。如圖I所示的自耦變壓器是比較常見的ー種，具體工作過程如下先合上斷路器QF3,，使自耦變壓器的三相繞組尾端短接，隨后合上斷路器QF/，使母線電壓送至自耦變壓器，通過自耦變壓器降壓后送至電機(jī)，電機(jī)開始起動。當(dāng)電機(jī)電流下降到設(shè)定值或轉(zhuǎn)速達(dá)到設(shè)定轉(zhuǎn)速，斷路器QF3’斷開，自耦變壓器呈電抗器運(yùn)行狀態(tài)(約I秒鐘)，再合上斷路器QF2’，送全電壓至電壓端，電機(jī)起動完成，自耦變壓器退出運(yùn)行。這種自耦變壓器存在如下缺點(diǎn)每一次起動只能固定使用自耦變壓器中的其中一個分接頭，由于具有多個分接頭I’、2’、3’，因此在起動過程中需要多次斷電狀態(tài)下調(diào)節(jié)自耦變壓器的分接頭。大功率電機(jī)在起動過程中經(jīng)常斷電具有如下危害在開關(guān)斷開時，電機(jī)斷開，開關(guān)重新合上時，由于電機(jī)反電勢與系統(tǒng)電壓存在相位角差，會引起很大的沖擊電流。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的第一個技術(shù)問題是提供ー種沖擊電流小，對電網(wǎng)危害小，設(shè)備使用壽命長的大功率電機(jī)軟起動用可調(diào)自耦變壓器裝置。本發(fā)明所要解決的第二個技術(shù)問題是提供ー種大功率電機(jī)的軟起動方法。本發(fā)明解決上述第一個技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為ー種大功率電機(jī)軟起動用可調(diào)自耦變壓器裝置，包括繞組，所述繞組的起始端通過第一斷路器連接到電壓母線，并通過第二斷路器連接到電機(jī)，所述繞組中引出多個抽頭，其中一個抽頭連接到所述電機(jī)，其特征在干，還包括至少ー個與所述繞組共軛的調(diào)節(jié)繞組，所述繞組的末端連接到調(diào)節(jié)繞組的起始端，所述調(diào)節(jié)繞組的末端通過第三斷路器連接到三相繞組，所述調(diào)節(jié)繞組的起始端和末端之間連接有選擇開關(guān)。其中，當(dāng)所述調(diào)節(jié)繞組為多個時，每個調(diào)節(jié)繞組之間串聯(lián)設(shè)置。本發(fā)明解決上述第二個技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為ー種大功率電機(jī)軟起動方法，采用上述的可調(diào)自耦變壓器裝置，包括以下步驟I)將所述選擇開關(guān)合上，此時所述調(diào)節(jié)繞組短路，自耦變壓器裝置呈低變比，二次電壓低；2)將所述第三斷路器合上，使所述三相繞組尾端短接；隨即合上所述第一斷路器，所述電壓母線送電能至自耦變壓器；3)檢測所述電機(jī)的轉(zhuǎn)速或電流，當(dāng)經(jīng)過一段時間后，所述電機(jī)加速達(dá)到預(yù)設(shè)的第一轉(zhuǎn)速時，將所述選擇開關(guān)打開，所述調(diào)節(jié)繞組接入線路中，自耦變壓器裝置呈高變比，ニ次電壓增大；4)再經(jīng)過一段時間后，所述電機(jī)加速達(dá)到預(yù)設(shè)的第二轉(zhuǎn)速時，將所述第三斷路器打開，自耦變壓器呈電抗器運(yùn)行廣5s。
5)將所述第二斷路器合上，所述電機(jī)切換至全電壓下運(yùn)行，自耦變壓器退出運(yùn)行，起動完成。其中，在步驟3)中，當(dāng)所述調(diào)節(jié)繞組為多個串聯(lián)時，根據(jù)需要打開所述選擇開關(guān)的個數(shù)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在干相對現(xiàn)有的自耦變壓器的二次電流，本發(fā)明的二次沖擊電流較小，通?？杀痊F(xiàn)有的自耦變壓器的二次電流減小2(Γ30%，對電網(wǎng)的影響較小，二次電壓低，對負(fù)載設(shè)備的影響也較小，延長其使用壽命。


圖I為現(xiàn)有技術(shù)的自耦變壓器示意圖；圖2為本發(fā)明的自耦變壓器示意圖；圖3為本發(fā)明的自耦變壓器的繞組示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)ー步詳細(xì)描述。參見圖2和圖3，ー種大功率電機(jī)軟起動用可調(diào)自耦變壓器裝置，包括繞組Rl，繞組Rl的起始端A通過第一斷路器QF1連接到電壓母線，此外，還通過第二斷路器QF2連接到電機(jī)Μ。繞組Rl中引出多個抽頭，在本實(shí)施例中，為三個，第一抽頭I、第二抽頭2和第三抽頭3，其中一個抽頭連接到電機(jī)Μ。繞組Rl的末端X連接到ー個調(diào)節(jié)繞組R2的起始端Α’，調(diào)節(jié)繞組R2的末端V通過第三斷路器QF3連接到三相繞組Ζ。調(diào)節(jié)繞組R2與繞組Rl共軛，其起始端Α’和末端V之間連接有選擇開關(guān)KF。調(diào)節(jié)繞組R2也可以為多個，每個調(diào)節(jié)繞組R2之間串聯(lián)設(shè)置。采用上述的可調(diào)自耦變壓器裝置起動大功率電機(jī)的步驟為I)首先合上選擇開關(guān)KF，調(diào)節(jié)繞組R2短路，此時自耦變壓器呈低變比，二次電壓低，起動電流小，而一次電流更小；2)而后，將第三斷路器QF3合上(O點(diǎn)開關(guān))，使自耦變壓器的三相繞組Z尾端短接成O點(diǎn)，呈YaO接法；隨即合上第一斷路器QF3(電源開關(guān))，電壓母線送電能至自耦變壓器，此時自耦變壓器一次接通電源，電機(jī)M在低電壓下開始起動，系統(tǒng)在較小電流下起動，對電網(wǎng)沖擊較小。3)檢測電機(jī)M的轉(zhuǎn)速或電流，當(dāng)經(jīng)過一段時間后，電機(jī)M加速達(dá)到預(yù)設(shè)的第一轉(zhuǎn)速時，將選擇開關(guān)KF打開，調(diào)節(jié)繞組R2接入線路中，其中第一轉(zhuǎn)速是根據(jù)電機(jī)的起動曲線特點(diǎn)而定，通常，第一轉(zhuǎn)速為電機(jī)M全壓下運(yùn)行的轉(zhuǎn)速的5(Γ90% ;當(dāng)調(diào)節(jié)繞組R2為多個串聯(lián)時，可根據(jù)需要打開選擇開關(guān)KF的個數(shù)，調(diào)節(jié)自耦變壓器變比，此時自耦變壓器呈高變比，二次電壓提高， 電機(jī)M電流増大。4)再經(jīng)過一段時間后，電機(jī)M加速達(dá)到預(yù)設(shè)的第二轉(zhuǎn)速，通常，第二轉(zhuǎn)速為電機(jī)M全壓下運(yùn)行的轉(zhuǎn)速的90、6% ;將第三斷路器QF3打開，即打開O點(diǎn)開關(guān)，此時自耦變壓器的繞組Rl串接在電機(jī)M定子和電壓母線的回路中，自耦變壓器呈電抗器運(yùn)行狀態(tài)。這ー過渡階段歷時f5s，此后起動電流已降至接近額定電流。5)將第二斷路器QF2合上，電機(jī)M切換至全電壓下運(yùn)行，自耦變壓器退出運(yùn)行，起動完成。其中，在步驟3)和4)中，打開選擇開關(guān)KF、第三斷路器QF3的時間也可以根據(jù)電機(jī)M的電流值來進(jìn)行選擇。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的原理前提下，還可以做出多種變形和改進(jìn)，這也應(yīng)該視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種大功率電機(jī)軟起動用可調(diào)自耦變壓器裝置，包括繞組(Rl)，所述繞組(Rl)的起始端(A)通過第一斷路器(QF1)連接到電壓母線，并通過第二斷路器(QF2)連接到電機(jī)(M)， 所述繞組(Rl)中引出多個抽頭，其中一個抽頭連接到所述電機(jī)(M)，其特征在于，還包括至少一個與所述繞組(Rl)共軛的調(diào)節(jié)繞組(R2)，所述繞組(Rl)的末端(X)連接到調(diào)節(jié)繞組 (R2)的起始端(A’)，所述調(diào)節(jié)繞組(R2)的末端(X’ )通過第三斷路器(QF3)連接到三相繞組(Z)，所述調(diào)節(jié)繞組(R2)的起始端(A’ )和末端(X’ )之間連接有選擇開關(guān)(KF)。
2.如權(quán)利要求I所述的可調(diào)自耦變壓器裝置，其特征在于，所述調(diào)節(jié)繞組(R2)為多個并且互相串聯(lián)設(shè)置。
3.一種大功率電機(jī)軟起動方法，采用如權(quán)利要求I或2所述的可調(diào)自耦變壓器裝置，包括以下步驟.1)將所述選擇開關(guān)(KF)合上，此時所述調(diào)節(jié)繞組(R2)短路，自耦變壓器裝置呈低變 t匕，二次電壓低；.2)將所述第三斷路器(QF3)合上，使所述三相繞組(Z)尾端短接；隨即合上所述第一斷路器(QF3),所述電壓母線送電能至自耦變壓器；.3)檢測所述電機(jī)(M)的轉(zhuǎn)速或電流，當(dāng)經(jīng)過一段時間后，所述電機(jī)(M)加速達(dá)到預(yù)設(shè)的第一轉(zhuǎn)速時，將所述選擇開關(guān)(KF)打開，所述調(diào)節(jié)繞組(R2)接入線路中，自耦變壓器裝置呈高變比，二次電壓增大；.4)再經(jīng)過一段時間后，所述電機(jī)(M)加速達(dá)到預(yù)設(shè)的第二轉(zhuǎn)速時，將所述第三斷路器 (QF3)打開，自耦變壓器呈電抗器運(yùn)行Hs。.5)將所述第二斷路器(QF2)合上，所述電機(jī)(M)切換至全電壓下運(yùn)行，自耦變壓器退出運(yùn)行，起動完成。
4.如權(quán)利要求3所述的大功率電機(jī)軟起動方法，其特征在于，在步驟3)中，當(dāng)所述調(diào)節(jié)繞組(R2)為多個串聯(lián)時，根據(jù)需要打開所述選擇開關(guān)(KF)的個數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種大功率電機(jī)軟起動用可調(diào)自耦變壓器裝置，包括繞組，所述繞組的起始端通過第一斷路器連接到電壓母線，并通過第二斷路器連接到電機(jī)，所述繞組中引出多個抽頭，其中一個抽頭連接到所述電機(jī)，其特征在于，還包括至少一個與所述繞組共軛的調(diào)節(jié)繞組，所述繞組的末端連接到調(diào)節(jié)繞組的起始端，所述調(diào)節(jié)繞組的末端通過第三斷路器連接到三相繞組，所述調(diào)節(jié)繞組的起始端和末端之間連接有選擇開關(guān)。此外，還公開了一種使用上述自耦變壓器裝置的大功率電機(jī)軟起動方法。相對現(xiàn)有的自耦變壓器的二次電流，本發(fā)明的二次沖擊電流可減小20~30%，對電網(wǎng)的影響較小，二次電壓低，對負(fù)載設(shè)備的影響也較小，延長其使用壽命。
文檔編號H02P1/26GK102694487SQ201210194470
公開日2012年9月26日 申請日期2012年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月8日
發(fā)明者王輝 申請人:寧波高新區(qū)寧變電力設(shè)備有限公司