一种电机拖动软启动控制柜的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种电机拖动软启动控制柜。包括一柜体，其特征在于：所述柜体为单面柜门式结构，柜门上安装有电压电流表、供电急停按钮、启停控制开关、转换开关和信号指示灯，柜体内部固设有断路器、交流接触器、继电器、电流互感器、变压器、接线端子、走线槽、软启动器、蜂鸣器、风扇和电动机，柜体后方下侧设有电源线，电源线的一端与柜体内部控制电路连接，电源线的另一端连接外部电源。本实用新型软启动柜，结构简单，体积小、占地面积少，安装方便，设备运行稳定，延长使用寿命，实现了直流电机的平滑软启动运行，适用于各种电机的调速，励磁系统的调控等领域，是各类院校进行电工、电气、电机教学培训和实训考核的理想装置。
【专利说明】
一种电机拖动软启动控制柜
技术领域
[0001]本实用新型涉及电机实训装置领域，尤其涉及一种电机拖动软启动控制柜。
【背景技术】
[0002]软启动器(softstarter)是一种集电机软起动、软停车、多种保护功能于一体的新颖电机控制装置，它的主要构成是串接于电源与被控电机之间的三相反并联晶闸管及其电子控制电路。目前电机软启动控制柜，被广泛应用于大型供水站、污水处理厂、发电厂、石油加压站、造纸厂等的栗机和风机，化工、采矿等的压缩机、球磨机、传送带等设备，但将软启动控制柜应用于教学实训中的装置却很少。针对目前存在的问题，参考“电工行业”标准、“电气接线”规范，研发一款中高职、本科院校等进行电工、电气、电机方面教学、技能培训、实训考核的实训装置，并可实现直流电机平滑软启动运行，励磁系统调控等实验功能，是非常重要和意义深远的。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型提供了一种电机拖动软启动控制柜，结构简单，体积较小、占地面积少，安装方便，且具有多种保护功能，安全性高，设备运行稳定，延长使用寿命，实现了直流电机的平滑软启动运行，具有良好的软启动特性，适用于各种电机的调速，励磁系统的调控等领域，是各类院校进行电工、电气、电机教学培训和实训考核的理想装置。
[0004]本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
[0005]一种电机拖动软启动控制柜，包括一柜体，其特征在于:所述柜体为单面柜门式结构，所述柜门上安装有电压电流表、供电急停按钮、启停控制开关、转换开关和信号指示灯，所述柜体内部固设有断路器、交流接触器、继电器、电流互感器、变压器、接线端子、走线槽、软启动器、蜂鸣器、风扇和电动机，所述柜体后方下侧设有电源线，所述电源线的一端与柜体内部控制电路连接，所述电源线的另一端连接外部电源。
[0006]所述柜体内部还设有PLC控制系统，所述PLC控制系统的输入端连接供电急停按钮、启停控制开关、转换开关以及继电器，所述PLC控制系统的输出端连接交流接触器、继电器以及信号指示灯。
[0007]所述PLC控制系统中还设有以太网接口，所述以太网接口的输入端连接远程计算机。
[0008]所述柜体底部的四个边角处设有四个可刹车移动轮。
[0009]所述柜体的长度为1700?1900mm，柜体的宽度为700?900mm，柜体的高度为500?700mmo
[0010]所述柜体采用冷乳钢板和铝型材质制成。
[0011 ]与现有技术相比，本实用新型至少具有以下优点:
[0012]通过上述本实用新型的技术方案，将电压电流表、控制按钮和指示灯安装在柜体外侧，且柜体采用轻质的冷乳钢板和铝型材质制成，大大简化了控制柜的结构，降低了控制柜的重量和占地面积;控制柜内部设有布线槽，方便内部元器件的接插，便于安装维护，内侧接线端子使用次数可达10万次以上;本装置安装PLC智能型控制系统，所有输入和输出点均通过PLC程序控制来实现所有的动作，通过利用以太网接口连接远程计算机控制;本装置还具有过载保护功能、缺相保护功能和过热保护功能，保证了电机拖动软起动过程的安全性。发明可实现直流电机的平滑软启动运行，适用于各种直流输入电机的调速，励磁系统的调控等领域，是各类院校进行电工、电气、电机教学培训和实训考核的理想装置。
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型实施例提供的一种电机拖动软启动控制柜的外部结构示意图；
[0014]图2是本实用新型实施例提供的一种电机拖动软启动控制柜的内部结构框图。
【具体实施方式】
[0015]下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0016]如图1-图2所示，为本实用新型实施例提出的一种电机拖动软启动控制柜，包括一柜体I，其特征在于:柜体I为单面柜门式结构，柜门上安装有电压电流表2、供电急停按钮3、启停控制开关4、转换开关5和信号指示灯6，柜体I内部固设有断路器、交流接触器、继电器、电流互感器、变压器、接线端子、走线槽、软启动器、蜂鸣器、风扇7和电动机，柜体后方下侧设有电源线，电源线的一端与柜体内部控制电路连接，电源线的另一端连接外部电源。
[0017]进一步的，转换开关上设有三个开关位，即手动、停止和自动;在具体实施中，当将开关置于手动位置时，按下起动按钮，电机通过软启动器起动运行;按下停止按钮则电机停止运行，开关置于自动位置时，会根据电接点压力表来控制启停，低位起动，高位停止;起动运行时，运行指示亮起，当有故障时，故障报警亮起。
[0018]更进一步的，柜体内部还设有PLC控制系统，PLC控制系统的输入端连接供电急停按钮、启停控制开关、转换开关以及继电器，PLC控制系统的输出端连接交流接触器、继电器以及信号指示灯。
[0019]优选的，PLC控制系统中还设有以太网接口，以太网接口的输入端连接远程计算机。
[0020]本装置PLC控制系统接受来自按钮、开关点动作、继电保护等的信号，PLC控制系统的输出点实现交流接触器、继电器以及信号指示灯的动作，其中PLC包括如下信号:
[0021]D1:数字量输入点:干接点信号；
[0022]DO:数字量输出点:继电器干接点信号；
[0023]Al:模拟量输入点:0-10￥或4-2011^信号；
[0024]AO:模拟量输出点:0-10￥或4-2011^信号；
[0025]RS485:通讯端口:遵从MODBUS通讯协议；
[0026]RJ45:以太网接口，遵从TCP/IP协议。
[0027]优选的，柜体底部的四个边角处设有四个可刹车移动轮8。
[0028]优选的，柜体的长度为1700?1900mm，柜体的宽度为700?900mm，柜体的高度为500?700mmo
[0029]优选的，柜体采用冷乳钢板和铝型材质制成。
[0030]一、技术指标和性能
[0031 ]本装置的部分技术指标如下:
[0032]1、系统供电:三相四线制380V ± 1 %，50Hz;
[0033]2、工作环境:温度-10 °C?+40 °C，相对湿度< 85% (25°C)，海拔< 4000m；
[0034]3、整机容量:<55kVA;
[0035]4、柜体尺寸:1800*800*600mm。
[0036]本装置的使用性能如下:
[0037](I)软停机时间:O?60秒；
[0038](2)起动模式:6种；
[0039](3)停机模式:2种；
[0040](4)软起动起始电压:额定电压的30%?80% ；
[0041 ] (5)软起动限流范围:额定电流的50%?500%;
[0042] (6)软停机限流范围:软起动限流值的20 %?100 % ;
[0043 ] (7)起动电流平稳性:用指针式电流表观察不出电流抖动现象。
[0044]二、软启动控制方式
[0045]在具体的实施过程中，可采用以下软启动控制方式中的一种进行电机拖动软启动:
[0046]斜坡升压软起动:这种起动方式最简单，不具备电流闭环控制，仅调整晶闸管导通角，使之与时间成一定函数关系增加。
[0047]斜坡恒流软起动:这种起动方式是在电动机起动的初始阶段起动电流逐渐增加，当电流达到预先所设定的值后保持恒定(tl至t2阶段)，直至起动完毕。起动过程中，电流上升变化的速率是可以根据电动机负载调整设定，电流上升速率大，则起动转矩大，起动时间短。
[0048]阶跃起动:开机，即以最短时间，使起动电流迅速达到设定值，即为阶跃起动，通过调节起动电流设定值，可以达到快速起动效果。
[0049]脉冲冲击起动:在起动开始阶段，让晶闸管在级短时间内，以较大电流导通一段时间后回落，再按原设定值线性上升，连入恒流起动。
[0050]三、装置运行安全
[0051]为保障装置运行时的设备和人员安全，本发明装置还具有以下保护功能:
[0052](I)过载保护功能:软起动器引进了电流控制环，因而随时跟踪检测电机电流的变化状况。通过增加过载电流的设定和反时限控制模式，实现了过载保护功能，使电机过载时，关断晶闸管并发出报警信号。
[0053](2)缺相保护功能:工作时软起动器随时检测三相线电流的变化，一旦发生断流，即可做出缺相保护反应。
[0054](3)过热保护功能:通过软起动器内部热继电器检测晶闸管散热器的温度，一旦散热器温度超过允许值后自动关断晶闸管，并发出报警信号。
[0055]本设备测试运转的安全防范包括:
[0056](I)送电中请勿拆卸电气元件，以防人员触电受伤。
[0057](2)当设定自动起动的功能时，电机在运行停止后会自动再起动，请勿靠近机器以免危险。
[0058]四、使用范围及运行实验
[0059]值得一提的是，本发明装置除具备普通电工、电气、电机教学培训和实训考核实验，如直流电机的平滑软启动运行，各种直流输入电机的调速，励磁系统的调控实验等，还具有以下功能:
[0060](I)故障信息存储(掉电不丢失)功能；
[0061 ] (2)起动时间记忆、起动次数统计功能；
[0062] (3)运行状态记忆，失电且再来电后自动恢复功能；
[0063 ] (4)0?20mA实时电流(不受CPU干预)输出功能；
[0064](5)内置RS232及RS485通讯接口；
[0065](6)起动延时(O?999秒)、起动间隔延时(O?999秒)、可编程输出延时(O?999秒)。
[0066]本装置还可应用于以下实验操作:
[0067]软启动器控制面板设置实验、斜坡升压软启动实验、斜坡恒流软启动实验、阶跃启动实验、脉冲冲击启动实验、电压双斜坡启动实验、限流启动实验、电机软停车实验、电动机的过流保护实验、电动机的过流保护实验、电动机的过载保护实验、电动机的缺相保护实验、电动机的过热保护实验、设置5个故障点实验等。
[0068]与现有技术相比，本实用新型至少具有以下优点:
[0069]通过上述本实用新型的技术方案，将电压电流表、控制按钮和指示灯安装在柜体外侧，且柜体采用轻质的冷乳钢板和铝型材质制成，大大简化了控制柜的结构，降低了控制柜的重量和占地面积;控制柜内部设有布线槽，方便内部元器件的接插，便于安装维护，内侧接线端子使用次数可达10万次以上;本装置安装PLC智能型控制系统，所有输入和输出点均通过PLC程序控制来实现所有的动作，通过利用以太网接口连接远程计算机控制;本装置还具有过载保护功能、缺相保护功能和过热保护功能，保证了电机拖动软起动过程的安全性。发明可实现直流电机的平滑软启动运行，适用于各种直流输入电机的调速，励磁系统的调控等领域，是各类院校进行电工、电气、电机教学培训和实训考核的理想装置。
[0070]以上所述，仅为本实用新型较佳的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
【主权项】
1.一种电机拖动软启动控制柜，包括一柜体，其特征在于:所述柜体为单面柜门式结构，所述柜门上安装有电压电流表、供电急停按钮、启停控制开关、转换开关和信号指示灯，所述柜体内部固设有断路器、交流接触器、继电器、电流互感器、变压器、接线端子、走线槽、软启动器、蜂鸣器、风扇和电动机，所述柜体后方下侧设有电源线，所述电源线的一端与柜体内部控制电路连接，所述电源线的另一端连接外部电源； 其中，所述柜体内部还设有PLC控制系统，所述PLC控制系统的输入端连接供电急停按钮、启停控制开关、转换开关以及继电器，所述PLC控制系统的输出端连接交流接触器、继电器以及信号指示灯;所述PLC控制系统中还设有以太网接口，所述以太网接口的输入端连接远程计算机。2.如权利要求1所述的电机拖动软启动控制柜，其特征在于:所述柜体底部的四个边角处设有四个可刹车移动轮。3.如权利要求1所述的电机拖动软启动控制柜，其特征在于:所述柜体的长度为1700?1900mm，柜体的宽度为700?900mm，柜体的高度为500?700mm。4.如权利要求1所述的电机拖动软启动控制柜，其特征在于:所述柜体采用冷乳钢板和铝型材质制成。
【文档编号】G09B23/18GK205451625SQ201520773001
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年9月30日
【发明人】宋合志, 张梅, 张宇, 王红达, 赵春潮, 金超
【申请人】北京行学启源科技有限公司