一種變頻、工頻無擾切換系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及切換系統(tǒng)的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種變頻、工頻無擾切換系統(tǒng)，用于電動機的啟動。
【背景技術(shù)】
[0002]電動機在工頻運行狀態(tài)和變頻運行狀態(tài)之間的切換非常重要。
[0003]首先，若在電動機需要滿負荷運行的場合中，其平穩(wěn)啟動非常重要，尤其是大功率高電壓電動機。因為大功率高電壓電動機工頻直接啟動時沖擊電流會達到額定電流的3-7倍，對于電動機中容量較小的電網(wǎng)來說，極易引起電網(wǎng)的劇烈波動，甚至?xí)鹕霞墧嗦菲鞯綦姡瑯O大地影響了其它設(shè)備的正常運行，造成巨大的損失。因此，在大功率高電壓電動機啟動時需降低其啟動電流，即需要降低其啟動電壓。常用的降壓啟動的方式有電抗器啟動、自耦變壓器啟動、星三角啟動、串電阻軟啟動等方式，這些方式普遍存在著啟動扭矩小，不適合重載、頻繁啟動等各種問題，因此不便于采用?，F(xiàn)今，用途最廣，適應(yīng)性最強，可靠性最好的是采用變頻器拖動電動機啟動的方式。這種方式能解決電動機啟動電流大，重載啟動扭矩不足，不能頻繁啟動等眾多問題。但是在多電動機運行的工況中，需要配備多臺變頻器，故價格高昂。而在電動機滿負荷運行的時候，不僅電動機會消耗大量的電能，而且變頻器也會消耗電能，這會大大增加電動機的使用成本，同時損耗變頻器的使用壽命。
[0004]其次，若在電動機半負荷的運行狀態(tài)下，采用工頻運行的方式，將會浪費大量的電能，若頻繁切換工頻與變頻又會浪費大量的時間，影響生產(chǎn)。現(xiàn)今，對于上述情況，常采取的方式是串電阻調(diào)速，但采用該種方式，電動機的加減速不夠線性，且電阻還會消耗大量電能，故不節(jié)能，同時串聯(lián)的電阻也會影響電動機扭矩的輸出，多臺電動機同時運行的情況下會需要多臺調(diào)速設(shè)備，加大了電動機的運行成本。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的在于提供一種變頻、工頻無擾切換系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有的大功率高電壓電動機啟動時啟動電流大，采用變頻器拖動電動機啟動的方式使用成本高昂的問題。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供如下技術(shù)方案:
[0007]—種變頻、工頻無擾切換系統(tǒng)，所述變頻、工頻無擾切換系統(tǒng)包括變頻電源、至少一個工頻電源、主變頻線路、電壓檢測裝置和至少一臺電動機，所述主變頻線路包括依次串聯(lián)的第一斷路器、變頻器和電抗器，所述主變頻線路的一端與變頻電源連接；
[0008]所述電壓檢測裝置包括變頻器輸入電壓檢測裝置和變頻器輸出電壓檢測裝置，以檢測所述變頻器的輸入電壓和所述變頻器的輸出電壓；
[0009]每臺所述電動機均連接有變頻運行線路和工頻運行線路，每條所述變頻運行線路均包括串聯(lián)設(shè)置的隔離開關(guān)和接觸器，每條所述變頻運行線路的一端均與對應(yīng)的電動機連接，每條所述變頻運行線路的另一端均與所述主變頻線路連接;每條所述工頻運行線路均包括第二斷路器，每條所述工頻運行線路的一端均與對應(yīng)的所述工頻電源連接，每條所述工頻運行線路的另一端均與對應(yīng)的電動機連接。
[0010]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型所述的變頻、工頻無擾切換系統(tǒng)具有以下優(yōu)勢:本實用新型提供的變頻、工頻無擾切換系統(tǒng)通過對主變頻線路、與各電動機連接的各條變頻運行線路和各條工頻運行線路進行操控，實現(xiàn)電動機在變頻運行方式與工頻運行方式之間的無擾切換。在電動機啟動的情況下，通過接通變頻電源、變頻器與電動機，使變頻器帶動電動機運行，電動機此時處于變頻運行方式下，若需使電動機呈工頻運行方式，則將變頻器的輸出電壓的各參數(shù)調(diào)整為與變頻器輸入電壓的各參數(shù)相同，即與工頻電源電壓的各參數(shù)相同，在該情況下實現(xiàn)電動機從變頻運行方式安全地切換為工頻運行方式的目的，從而避免了直接啟動時，電動機直接遭到工頻電源輸出的大電流沖擊，本實用新型能對電動機起到保護作用。在電動機從工頻運行方式切換為變頻運行方式的過程中，切換過程也在變頻器輸出電壓的各參數(shù)與工頻電源電壓的各參數(shù)相同的情況下實現(xiàn)，從而實現(xiàn)電動機安全地從工頻運行方式切換為變頻運行方式的目的。本實用新型可采用一臺變頻器實現(xiàn)多臺電動機的變頻、工頻的無擾切換，故成本較低，在電動機滿負荷工頻運行模式下，變頻器不工作，節(jié)約損耗。且本實用新型中電動機的類型不限，各種異步電動機或同步電動機均能適用，同時，其也適用于各種電動機攜帶負載的定速和調(diào)速切換，故本實用新型的適用范圍廣。其可對變頻器的輸出電壓進行調(diào)節(jié)，故能對電動機進行平穩(wěn)切換和調(diào)速，同時又可實現(xiàn)各電動機的頻繁切換，操作過程簡單可靠，安全性高。
【附圖說明】
[0011]通過閱讀下文優(yōu)選實施方式的詳細描述，各種其他的優(yōu)點和益處對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實施方式的目的，而并不認為是對本實用新型的限制。而且在整個附圖中，用相同的參考符號表示相同的部件。在附圖中:
[0012]圖1示出了根據(jù)本實用新型一種優(yōu)選實施方式的變頻、工頻無擾切換系統(tǒng)的電路圖。
[0013]圖2示出了圖1中控制器的控制線路圖。
[0014]附圖標記:
[0015]1-變頻電源，2-工頻電源，
[0016]3-主變頻線路，31-第一斷路器，
[0017]32-變頻器，33-電抗器，
[0018]4-電壓檢測裝置，41-變頻器輸入電壓檢測裝置，
[0019]42-變頻器輸出電壓檢測裝置，5-電動機，
[0020]6-變頻運行線路，61-隔離開關(guān)，
[0021]62-接觸器，7-工頻運行線路，
[0022]71-第二斷路器，8-控制器，
[0023]9-電壓信號指示燈。
【具體實施方式】
[0024]本實用新型提供了許多可應(yīng)用的創(chuàng)造性概念，該創(chuàng)造性概念可大量的體現(xiàn)于具體的上下文中。在下述本實用新型的實施方式中描述的具體的實施例僅作為本實用新型的【具體實施方式】的示例性說明，而不構(gòu)成對本實用新型范圍的限制。
[0025]下面結(jié)合附圖和具體的實施方式對本實用新型作進一步的描述。
[0026]請參閱圖1，本實用新型的實施例提供一種變頻、工頻無擾切換系統(tǒng)，變頻、工頻無擾切換系統(tǒng)包括變頻電源1、至少一個工頻電源2、主變頻線路3、電壓檢測裝置4和至少一臺電動機5，變頻電源I和工頻電源2的電壓值一致，主變頻線路3包括依次串聯(lián)的第一斷路器31、變頻器32和電抗器33，主變頻線路3的一端與變頻電源I連接；電壓檢測裝置4包括變頻器輸入電壓檢測裝置41和變頻器輸出電壓檢測裝置42，以檢測變頻器32的輸入電壓和變頻器32的輸出電壓;每臺電動機5均連接有變頻運行線路6和工頻運行線路7，每條變頻運行線路6均包括串聯(lián)設(shè)置的隔離開關(guān)61和接觸器62，每條變頻運行線路6的一端均與對應(yīng)的電動機5連接，即每條變頻運行線路6均連接一臺電動機5，每條變頻運行線路6的另一端均與主變頻線路3連接;每條工頻運行線路7均包括第二斷路器71，每條工頻運行線路7的一端均與對應(yīng)的工頻電源2連接，每條工頻運行線路7的另一端均與對應(yīng)的電動機5連接，即每條工頻運行線路7均連接單獨的工頻電源2和單獨的電動機5。
[0027]其中，電抗器33也叫電感器，本實施例中采用變頻器32串聯(lián)電抗器33的方式，用來限制短路電流。
[0028]接觸器62是指工業(yè)電中利用線圈流過電流產(chǎn)生磁場，使觸頭閉合，以達到控制負載的電器。
[0029]斷路器是指能夠關(guān)合、承載和開斷正?；芈窏l件下的電流并能關(guān)合、在規(guī)定的時間內(nèi)承載和開斷異常回路條件下的電流的開關(guān)裝置。
[0030]隔離開關(guān)61是指在分位置時，觸頭間有符合規(guī)定要求的絕緣距離和明顯斷開標志，在合位置時，能承載正?；芈窏l件下的電流及在規(guī)定時間內(nèi)異常條件下的電流的開關(guān)設(shè)備。
[0031]在本系統(tǒng)呈非工作狀態(tài)的情況下，確定需要啟動的電動機5，本實施例中啟動一號電動機Ml，則一號電動機Ml對應(yīng)的變頻運行線路6中的隔離開關(guān)61合閘。在啟動電動機5時，第一斷路器31先合閘，接通變頻電源I和變頻器32，則變頻器32啟動，一號電動機Ml對應(yīng)的接觸器62由于線圈有電流通過，則接觸器62合閘，變頻器32帶動一號電動機Ml以變頻器32給定頻率運行。
[0032]變頻器輸入電壓檢測裝置41檢測變頻器32的輸入電壓，變頻器輸出電壓檢測裝置42檢測變頻器32的輸出電壓。當需將電動機5從變頻運行方式切換為工頻運行方式時，通過對變頻器32進行逐步調(diào)節(jié)，將變頻器32輸出電壓的頻率、相位和幅值逐步調(diào)整為與變頻器32輸入電壓的頻率、相位和幅值一致，具體參數(shù)通過變頻器輸入電壓檢測裝置41和變頻器輸出電壓檢測裝置42實現(xiàn)檢測。
[0033]當變頻器32輸入電壓的頻率、相位和幅值與變頻器32輸出電壓的頻率、相位和幅值一致，且保持一致最少3s后，則一號電動機Ml連接的工頻運行線路7中的第二斷路器71閉合，接通一號電動機Ml與其相對應(yīng)的工頻電源2，即變頻電源I和工頻電源2實現(xiàn)并網(wǎng)，延時200ms?400ms，立即斷開第一斷路器31，則變頻器32停機，由于在此過程中變頻電源I與工頻電源2的電壓值一致，故不會產(chǎn)生短路，然后斷開一號電動機Ml對應(yīng)的變頻運行線路6中的隔離開關(guān)61，接觸器62也自動斷開，則完成了一號電動機Ml從變頻運行無擾切換至工頻運行的操作。采用上述切換方式來啟動電動機5，避免了電動機5直接啟動時大電流的沖擊，電動機5實現(xiàn)平穩(wěn)啟動。
[0034]當上述一號電動機Ml在工頻運行的方式下，需轉(zhuǎn)換為變頻運行的方式時，首先使第一斷路器31合閘，接通變頻電源I和變頻器32，則變頻器32啟動，通過調(diào)節(jié)變頻器32使變頻器32輸出電壓的頻率、相位的幅值均與變頻器32輸入電壓的頻率、相位的幅值一致，且保持一致至少3s后，則閉合一號電動機Ml對應(yīng)的變頻運行線路6中的隔離開關(guān)61，由于該變頻運行線路6中接觸器62線圈有電流通過，則該接觸器62自動合閘，即變頻電源2和工頻電源2實現(xiàn)并網(wǎng)，待該接觸器62合閘后200ms?400ms后，立即斷開一號電動機Ml對應(yīng)工頻運行線路7中的第二斷路器71，從而完成一號電動機Ml從工頻運行無擾切換至變頻運行的操作。
[0035]當然，采用上述操作可將本實施例中任意一個電動機5從變頻運行方式切換為工頻運行方式或從工頻運行方式切換為變頻運行方式。在一個電動機5切換結(jié)束后，若還需切換其他電動機5，也可按照上述方式進行操作。
[0036]上述電動機5可帶動負載運行，該負載可為水栗、風(fēng)機、壓縮機、球磨機等。
[0037]綜上，本實施例操作過程方便，能實現(xiàn)任意一種電動機5的變頻、工頻運行方式的無擾安全切換，同時又能適應(yīng)多個電動機5的運行工況，故本實施例適用范圍廣泛。并且采用本實