本實用新型涉及一種電機降壓起動控制裝置，屬于低壓電器技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定15kW以上電機需采用降壓起動方式完成電機起動，現(xiàn)有技術(shù)中的電機起動方式有星三角起動、電阻降壓起動、自耦降壓起動等降壓起動方式，這些起動方式的傳統(tǒng)實現(xiàn)方案需要多個接觸器、時間繼電器等器件，根據(jù)時間繼電器設(shè)定的延時時間來進行切換，無法根據(jù)負載輕重來獲取最佳的切換時刻，而且電路接線復(fù)雜。

為此，有部分廠家提出采用智能化的控制與保護開關(guān)（Control and Protective Switching Devices，簡稱CPS）與接觸器來構(gòu)建電機降壓起動控制裝置，一方面可更智能準(zhǔn)確地實現(xiàn)電機降壓起動控制，另一方面還可對電機提供過流保護、過載保護等保護功能。然而現(xiàn)有基于CPS與接觸器的電機降壓起動控制裝置除需要提供CPS輔助電源外，還需要CPS具有至少一個可編程輸入端口，用于輸入起動/停止控制信號，占用CPS本就不多的資源，同時導(dǎo)致接線更為復(fù)雜。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種結(jié)構(gòu)和接線更簡單、可靠的電機降壓起動控制裝置。

本實用新型具體采用以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題：

一種電機降壓起動控制裝置，包括由控制與保護開關(guān)CPS、控制模塊以及一組接觸器所組成的主回路、二次控制回路；在主回路中，所述接觸器的主觸頭與電機繞組連接形成降壓起動/運行回路，所述CPS的主觸頭將主電源與降壓起動/運行回路連接；控制模塊串接于所述CPS輔助電源端口與外部輔助電源之間，且所述CPS具有至少一個可編程輸出端口；在二次控制回路中，接觸器的線圈與所述CPS的可編程輸出端口連接。

優(yōu)選地，所述控制模塊為兩個按鈕：起動按鈕和停止按鈕；所述CPS的輔助常開觸點與起動按鈕并聯(lián)后形成自鎖電路與停止按鈕串接于所述CPS的輔助電源端口中?；蛘?，所述控制模塊為串接于所述CPS的輔助電源端口中的轉(zhuǎn)換開關(guān)。

優(yōu)選地，所述CPS具有遠程控制功能。例如，可通過CPS自帶的有線或無線通信端口實現(xiàn)。

優(yōu)選地，所述CPS的可編程輸出端口為繼電器輸出的無源觸點。

優(yōu)選地，所述CPS的可編程輸出端口中，除與接觸器的線圈連接的部分之外，還至少有一個作為故障輸出接口。

本實用新型電機降壓起動控制裝置可用于現(xiàn)有的星三角起動、電阻降壓起動、自耦降壓起動等各類降壓起動方式，例如：

該電機降壓起動裝置為星三角降壓起動裝置，所述降壓起動/運行回路包含兩個接觸器：第一接觸器和第二接觸器，所述CPS具有至少兩個可編程輸出端口：第一端口和第二端口；第一接觸器的線圈與第二接觸器的輔助觸點、第一端口串聯(lián)，第二接觸器的線圈與第一接觸器的輔助觸點、第二端口串聯(lián)。

或者，該電機降壓起動裝置為自耦降壓起動裝置，所述降壓起動/運行回路包含三個接觸器：第一～第三接觸器，所述CPS具有至少兩個可編程輸出端口：第一端口和第二端口；第一接觸器的線圈與第二接觸器的線圈并聯(lián)后再與第三接觸器的輔助觸點、第一端口串聯(lián)，第三接觸器的線圈與第一接觸器的輔助觸點、第二接觸器的輔助觸點、第二端口串聯(lián)。

又或者，該電機降壓起動裝置為電阻降壓起動裝置，所述降壓起動/運行回路包含一個接觸器，所述CPS具有至少一個可編程輸出端口；所述接觸器的線圈與所述CPS的一個可編程輸出端口串聯(lián)。

相比現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型具有以下有益效果：

本實用新型的控制模塊不需要與降壓起動/運行回路連接，僅需通過對CPS進行簡單控制即可實現(xiàn)智能化地電機降壓起動控制，具有使用方便、接線簡單的優(yōu)點；且可方便靈活地設(shè)定Y-Δ延時切換或智能切換，并可進一步實現(xiàn)遠程通信監(jiān)控。

附圖說明

圖1為本實用新型電機降壓起動控制裝置的原理框圖；

圖2為星三角起動主回路原理圖；

圖3為本實用新型采用星三角起動方式的一個二次控制回路實例；

圖4為本實用新型采用星三角起動方式的另一個二次控制回路實例；

圖5為自耦降壓起動主回路原理圖；

圖6為本實用新型采用自耦降壓起動方式的一個二次控制回路實例；

圖7為本實用新型采用自耦降壓起動方式的另一個二次控制回路實例；

圖8為電阻降壓起動主回路原理圖；

圖9為本實用新型采用電阻降壓起動方式的一個二次控制回路實例；

圖10為本實用新型采用電阻降壓起動方式的另一個二次控制回路實例。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型的技術(shù)方案進行詳細說明：

本實用新型電機降壓起動控制裝置的原理如圖1所示，其包括控制與保護開關(guān)CPS、降壓起動/運行回路、控制模塊、接觸器和熔斷器?？刂婆c保護開關(guān)CPS與串有熔斷器的電源、降壓起動/運行回路和控制回路連接，降壓起動/運行回路與控制與保護開關(guān)CPS、電機連接；控制與保護開關(guān)CPS、控制模塊以及一組接觸器所組成主回路、二次控制回路；在主回路中，接觸器的主觸頭與電機繞組連接形成降壓起動/運行回路，主電源經(jīng)由CPS的主觸頭連接降壓起動/運行回路；控制模塊串接于所述CPS輔助電源端口與外部輔助電源之間，且所述CPS具有至少一個可編程輸出端口；在二次控制回路中，接觸器的線圈與所述CPS的可編程輸出端口連接，控制與保護開關(guān)CPS的輔助電源端口A1和A2即同時作為控制信號輸入端口，且該CPS具有至少一個可編程輸出端口，并與降壓起動/運行回路中的接觸器線圈連接（降壓起動/運行回路由至少一個接觸器組成，接觸器數(shù)量根據(jù)具體采用的降壓起動方案而不同）?？刂婆c保護開關(guān)CPS包含有智能控制器，所述的智能控制器包含有人機界面，通過人機界面可對降壓起動至運行的延時時間進行調(diào)節(jié)設(shè)置，可對可編程輸出端口進行設(shè)置，如設(shè)置第一可編程輸出端口為星型起動，第二可編程輸出端口為三角形起動/運行，第三可編程輸出端口為故障輸出接口，并可對故障動作類型進行設(shè)置，如過載、斷相、短路故障等，控制與保護開關(guān)CPS還包括輔助常開觸點K1。

本實用新型電機降壓起動控制裝置可用于現(xiàn)有的星三角起動、電阻降壓起動、自耦降壓起動等各類降壓起動方式，下面以具體實例來對本實用新型技術(shù)方案進行詳細說明。

圖2為星三角起動主回路原理圖，包括一個控制與保護開關(guān)CPS，第一接觸器KM1，第二接觸器KM2和電機，第一接觸器KM1、第二接觸器KM2和電機的繞組連接組成星三角形連接，具體的星三角啟動電路連接為現(xiàn)有技術(shù)，此處不再贅述。

圖3顯示了本實用新型采用星三角起動方式的一個二次控制回路實例。本實例中，控制模塊（圖中虛線框部分）為起動按鈕SB1和停止按鈕SS1； CPS的輔助常開觸點K1與起動按鈕SB1并聯(lián)后形成自鎖電路與停止按鈕SS1串接于所述CPS的輔助電源端口中，電源通過控制模塊給CPS供電。所述降壓起動/運行回路包含兩個接觸器：第一接觸器KM1和第二接觸器KM2，所述CPS具有兩個可編程輸出端口：第一端口DO1和第二端口DO2；第一端口DO1的一端和第二端口DO2的一端相連并與輔助電源端口A1連接。第一接觸器KM1的線圈與第二接觸器KM2的輔助觸點、第一端口DO1的另一端串聯(lián)，第二接觸器的線圈與第一接觸器的輔助觸點、第二端口DO2的另一端串聯(lián)。

控制與保護開關(guān)CPS在接收到起動信號SB1閉合后，控制與保護開關(guān)CPS的輔助電源端口A1和A2有輔助電源接入，輔助電源轉(zhuǎn)換處理，使與 CPS的輔助常開觸點K1相關(guān)連的線圈得電，K1閉合，電源由母線L 經(jīng)熔斷器FU、停止按鈕SS1、CPS輔助常開觸點K1、輔助電源端口進入控制與保護開關(guān)CPS，控制與保護開關(guān)CPS得電工作，同時控制與保護開關(guān)CPS發(fā)出控制信號，控制第一可編程輸出觸點DO1閉合，接觸器KM1吸合星形起動電機，控制與保護開關(guān)CPS根據(jù)設(shè)定的延時轉(zhuǎn)換時間進行延時，延時到時控制第一可編程輸出觸點DO1釋放，第一接觸器KM1釋放，再控制第二可編程輸出觸點DO2閉合，第二接觸器KM2吸合，實現(xiàn)三角形起動電機，直至電機起動完成并以三角形方式運行電機，當(dāng)控制與保護開關(guān)CPS接收到停止信號SS1時，控制與保護開關(guān)CPS的輔助電源端口A1和A2斷電，使與 CPS的輔助常開觸點K1相關(guān)連的線圈失電，輔助常開觸點K1釋放，輔助電源端口A1失電，控制與保護開關(guān)CPS停止工作，同時使得第二可編程輸出觸點DO2釋放，第二接觸器KM2釋放實現(xiàn)停機。

圖4為本實用新型采用星三角起動方式的另一個二次控制回路實例。與圖3相同的部分參閱圖3的說明。本實例中，控制模塊（圖中虛線框部分）為轉(zhuǎn)換開關(guān)SA，CPS具有可實現(xiàn)上位機遠程控制的RS485通信端口（由端口A和端口B構(gòu)成），本地控制與遠程控制通過菜單進行設(shè)置，當(dāng)控制與保護開關(guān)設(shè)置為本地模式時，控制與保護開關(guān)CPS在接收到轉(zhuǎn)換開關(guān)SA閉合的起動信號后閉合，同時控制第一可編程輸出觸點DO1閉合，第一接觸器KM1吸合實現(xiàn)星形起動電機，控制與保護開關(guān)CPS根據(jù)設(shè)定的延時轉(zhuǎn)換時間進行延時，延時到時控制第一可編程輸出觸點DO1釋放，第一接觸器KM1釋放，再控制第二可編程輸出觸點DO2閉合，第二接觸器KM2吸合實現(xiàn)三角形起動電機，直至電機起動完成并以三角形方式運行電機，當(dāng)控制與保護開關(guān)CPS接收到轉(zhuǎn)換開關(guān)SA斷開信號時切斷控制與保護開關(guān)CPS，同時使得第二可編程輸出觸點DO2釋放，第二接觸器KM2釋放實現(xiàn)停機。當(dāng)控制與保護開關(guān)設(shè)置為遠程模式時，首先使控制回路的轉(zhuǎn)換開關(guān)SA閉合提供控制與保護開關(guān)CPS電源，但此時控制與保護開關(guān)CPS不閉合，僅當(dāng)控制與保護開關(guān)CPS通過通信接收到起動信號時閉合，同時控制第一可編程輸出觸點DO1閉合，第一接觸器KM1吸合星形起動電機，控制與保護開關(guān)CPS根據(jù)設(shè)定的延時轉(zhuǎn)換時間進行延時，延時到時控制第一可編程輸出觸點DO1釋放，第一接觸器KM1釋放，再控制第二可編程輸出觸點DO2閉合，第二接觸器KM2吸合實現(xiàn)三角形起動電機，直至電機起動完成并以三角形方式運行電機，當(dāng)控制與保護開關(guān)CPS通過通信接收到停止信號時控制CPS釋放，同時控制第二可編程輸出觸點DO2斷開，第二接觸器KM2釋放實現(xiàn)停機。

圖5為自耦降壓起動主回路原理圖，包括一個控制與保護開關(guān)CPS，第一接觸器KM1，第二接觸器KM2，第三接觸器KM3，自耦變壓器和電機，第一接觸器KM1、第二接觸器KM2、第三接觸器KM3和電機組成降壓起動方式連接，具體連接為現(xiàn)有技術(shù)，此處不再贅述。

圖6為本實用新型采用自耦降壓起動方式的一個二次控制回路實例。本實例中，控制模塊（圖中虛線框部分）為起動按鈕SB1和停止按鈕SS1； CPS的輔助常開觸點與起動按鈕SB1并聯(lián)后形成自鎖電路與停止按鈕SS1串接于所述CPS的輔助電源端口中，電源通過控制模塊給CPS供電。所述降壓起動/運行回路包含三個接觸器：第一～第三接觸器，所述CPS具有兩個可編程輸出端口：第一端口DO1和第二端口DO2；第一端口DO1的一端和第二端口DO2的一端相連并與輔助電源端口A1連接。第一接觸器KM1的線圈與第二接觸器KM2的線圈并聯(lián)后再與第三接觸器KM3的輔助觸點、第一端口DO1的另一端串聯(lián)，第三接觸器KM3的線圈與第一接觸器KM1的輔助觸點、第二接觸器KM2的輔助觸點、第二端口DO2的另一端串聯(lián)。

控制與保護開關(guān)CPS在接收到起動信號SB1閉合后，控制與保護開關(guān)CPS的輔助電源端口A1和A2有輔助電源接入，輔助電源轉(zhuǎn)換處理，使與 CPS的輔助常開觸點K1相關(guān)連的線圈得電，K1閉合，電源由母線L 經(jīng)熔斷器FU、停止按鈕SS1、CPS輔助常開觸點K1、輔助電源端口A1進入控制與保護開關(guān)CPS，控制與保護開關(guān)CPS得電工作，同時控制與保護開關(guān)CPS發(fā)出控制信號，控制第一可編程輸出觸點DO1閉合，第一接觸器KM1、第二接觸器KM2吸合實現(xiàn)降壓起動電機，控制與保護開關(guān)CPS根據(jù)設(shè)定的延時轉(zhuǎn)換時間進行延時，延時到時控制第一可編程輸出觸點DO1釋放，第一接觸器KM1、第二接觸器KM2均釋放，再控制第二可編程輸出觸點DO2閉合，第三接觸器KM3吸合實現(xiàn)全壓起動電機，直至電機起動完成并以全壓運行電機，當(dāng)控制與保護開關(guān)CPS接收到停止信號SS1時，控制與保護開關(guān)CPS的輔助電源端口A1和A2斷電，使與 CPS的輔助常開觸點K1相關(guān)連的線圈失電，輔助常開觸點K1釋放，輔助電源端口A1失電，控制與保護開關(guān)CPS停止工作，同時使得第二可編程輸出觸點DO2釋放，第三接觸器KM3釋放實現(xiàn)停機。

圖7為本實用新型采用自耦降壓起動方式的一個二次控制回路實例。與圖6相同的部分參閱圖6的說明。本實例中，控制模塊（圖中虛線框部分）為轉(zhuǎn)換開關(guān)SA，CPS具有可實現(xiàn)上位機遠程控制的RS485通信端口（由端口A和端口B構(gòu)成），本地控制與遠程控制通過菜單進行設(shè)置，當(dāng)控制與保護開關(guān)設(shè)置為本地模式時，控制與保護開關(guān)CPS在接收到轉(zhuǎn)換開關(guān)SA閉合起動信號后閉合，同時控制第一可編程輸出觸點DO1閉合，第一接觸器KM1、第二接觸器KM2吸合實現(xiàn)降壓起動電機，控制與保護開關(guān)CPS根據(jù)設(shè)定的延時轉(zhuǎn)換時間進行延時，延時到時控制第一可編程輸出觸點DO1釋放，第一接觸器KM1、第二接觸器KM2釋放，再控制第二可編程輸出觸點DO2閉合，第三接觸器KM3吸合實現(xiàn)全壓起動電機，直至電機起動完成并全壓運行電機，當(dāng)控制與保護開關(guān)CPS接收到轉(zhuǎn)換開關(guān)SA斷開信號時切斷控制與保護開關(guān)CPS，同時使得第二可編程輸出觸點DO2釋放，第三接觸器KM3釋放實現(xiàn)停機。當(dāng)控制與保護開關(guān)設(shè)置為遠程模式時，首先使控制回路的轉(zhuǎn)換開關(guān)SA閉合提供控制與保護開關(guān)CPS電源，但此時控制與保護開關(guān)CPS不閉合，僅當(dāng)控制與保護開關(guān)CPS通過通信接收到起動信號時閉合，同時控制第一可編程輸出觸點DO1閉合，第一接觸器KM1、第二接觸器KM2吸合實現(xiàn)降壓起動電機，控制與保護開關(guān)CPS根據(jù)設(shè)定的延時轉(zhuǎn)換時間進行延時，延時到時控制第一可編程輸出觸點DO1釋放，第一接觸器KM1、第二接觸器KM2釋放，再控制第二可編程輸出觸點DO2閉合，第三接觸器KM3吸合實現(xiàn)全壓起動電機，直至電機起動完成并全壓運行電機，當(dāng)控制與保護開關(guān)CPS通過通信接收到停止信號時控制CPS釋放，同時控制第二可編程輸出觸點DO2斷開，第三接觸器KM3釋放實現(xiàn)停機。

圖8為電阻降壓起動主回路原理圖，包括一個控制與保護開關(guān)CPS，第一接觸器KM1，電阻和電機，電阻和第一接觸器進線與控制與保護開關(guān)CPS連接，電阻和第一接觸器出線與電機連接，第一接觸器與電阻并聯(lián)連接，具體連接方式為現(xiàn)有技術(shù)，此處不再贅述。

圖9為本實用新型采用電阻降壓起動方式的一個二次控制回路實例。本實例中，控制模塊（圖中虛線框部分）為起動按鈕SB1和停止按鈕SS1； CPS的輔助常開觸點與起動按鈕SB1并聯(lián)后形成自鎖電路與停止按鈕SS1串接于所述CPS的輔助電源端口A1中，電源通過控制模塊給CPS供電?？刂婆c保護開關(guān)CPS在接收到起動信號SB1閉合后，上電過程參閱圖3說明。電阻與電機串聯(lián)分壓實現(xiàn)降壓起動，控制與保護開關(guān)CPS根據(jù)設(shè)定的延時轉(zhuǎn)換時間進行延時，延時到時控制第一可編程輸出觸點DO1閉合，第一接觸器KM1吸合將電阻旁路，從而全壓起動、運行電機。當(dāng)控制與保護開關(guān)CPS接收到停止信號SS1時切斷控制與保護開關(guān)CPS實現(xiàn)停機（失電過程參閱圖3說明），同時第一可編程輸出觸點DO1釋放，第一接觸器KM1釋放實現(xiàn)停機。

圖10為本實用新型采用電阻降壓起動方式的另一個二次控制回路實例。與圖9相同的部分參閱圖9的說明。本實例中，控制模塊（圖中虛線框部分）為轉(zhuǎn)換開關(guān)SA，CPS具有可實現(xiàn)上位機遠程控制的RS485通信端口（由端口A和端口B構(gòu)成），本地控制與遠程控制通過菜單進行設(shè)置，當(dāng)控制與保護開關(guān)設(shè)置為本地模式時，控制與保護開關(guān)CPS在接收到轉(zhuǎn)換開關(guān)SA閉合起動信號后閉合，電阻與電機串聯(lián)分壓實現(xiàn)降壓起動，控制與保護開關(guān)CPS根據(jù)設(shè)定的延時轉(zhuǎn)換時間進行延時，延時到時控制第一可編程輸出觸點DO1閉合，第一接觸器KM1吸合將電阻旁路，從而全壓起動、運行電機。當(dāng)控制與保護開關(guān)CPS接收到轉(zhuǎn)換開關(guān)SA斷開信號時切斷控制與保護開關(guān)CPS實現(xiàn)停機，同時第一可編程輸出觸點DO1釋放，第一接觸器KM1釋放實現(xiàn)停機。

當(dāng)控制與保護開關(guān)設(shè)置為遠程模式時，首先使轉(zhuǎn)換開關(guān)SA閉合提供控制與保護開關(guān)CPS電源，但此時控制與保護開關(guān)CPS不閉合，僅當(dāng)控制與保護開關(guān)CPS通過通信接收到起動信號時閉合，電阻與電機串聯(lián)分壓實現(xiàn)降壓起動，控制與保護開關(guān)CPS根據(jù)設(shè)定的延時轉(zhuǎn)換時間進行延時，延時到時控制第一可編程輸出觸點DO1閉合，第一接觸器KM1吸合將電阻旁路，從而全壓起動、運行電機。當(dāng)控制與保護開關(guān)CPS通過通信端口接收到停止信號時控制CPS釋放實現(xiàn)停機，同時控制第一可編程輸出觸點DO1釋放，第一接觸器KM1釋放實現(xiàn)停機。

電動機降壓起動切換到全壓的延時時間除了上述通過控制與保護開關(guān)CPS設(shè)定以外，也可通過控制與保護開關(guān)CPS根據(jù)檢測到的電動機起動電流智能切換，切換的方法為：CPS檢測電動機電流，并具有過載、堵轉(zhuǎn)、欠流等多種電流保護功能，在降壓起動過程中，當(dāng)CPS檢測到電機電流下降到降壓條件下的負載電流時進行切換，電機切換到全壓起動，并達到全壓運行狀態(tài)，電機負載電流下降到實際全壓運行狀態(tài)下的電流，實現(xiàn)最優(yōu)降壓起動。所述智能切換的降壓起動可避免人工多次調(diào)節(jié)降壓起動延時時間的繁瑣，也可避免因負載變化而重新調(diào)節(jié)延時時間的問題。

所述通信端口也可采用Modbus、Profibus等通信協(xié)議。