专利名称：绕线型电动机可控电流起动装置的制作方法
技术领域：
本发明属动电动机领域，特别是绕线型电动机可控电流起动装置。
常规绕线型交流电动机起动时，转子必须串入附加电阻或电抗，以限制起动电流的平均值，使之不超过各工作制的额定电流的2倍。但是在附加电阻或电抗后，电动机的起动特性变软，或起动转矩变小，使电机利用率下降。即电动机转子串接电阻后起动特性软;串频敏变阻器后起动转矩变小，制动电流大，电机利用率降低。
欧洲专利EP0446936A2公开了一种带旁路接触器的电动机控制器，由三组连接在定子三相上的三相反并联可控硅所组成，并采用微型计算机和一个旁通接触器实现启动控制。美国专利US4100469所公开的混合型电动机启动器由接在定子上三组反并联可控硅和相应的接触器及一个加速控制电路所组成，固态控制装置受加速控制电动驱动，在启动过程中加速电动机，当达到同步速度时，运行接触器得电，其接点闭合。接通电动机电流，因此在稳态运行时，固态控制装置是旁通的。实用新型专利CN 2121771U和发明专利CN 1055845A分别公开了交流异步电动机起动节能器和调制调速启动方法。所有这些技术都和电动机定子绕组相连接而实现控制的，而且结构都比较复杂。
本发明的目的是通过在电机转子串接一个常接电阻和一个由可控硅控制的电阻来控制电动机转子电流的大小，以达到限制电动机起动电流，提高电动机转矩及电动机利用率的目的。
按照本发明，绕线型电动机可控电流起动装置，由和电动机转子相串接的由一个电阻器和另一个与可控硅并联的电阻串联或并联成的控制电阻及相关的可控硅触发器所组成。两个反并联的可控硅和一个电阻器相连接后再和另一个电阻器相并联或串联，再将此串联或并联电阻与电动机转子相串联，转子的每一相都串接上这样一组串(并)联电阻，将一个可控硅触发器分别和各组反并联可控硅相连接。
按照本发明，由可控硅触发器检测电动机转子电压频率，以转子电压频率作为同步电压自动跟随变化的转子电压及频率，控制可控硅的导通角，利用可控硅经过电阻器的电流补偿转子电流，提高电动机起动转矩，达到理想的电动机起动特性。
由于电动机转子电压的频率是随电动机的工作特性而变化的，当电动机转速接近于零时，频率f2≈50Hz;当转速接近于同步转速时，频率f2≈0;当电动机反接制动时，50Hz＜f＜100Hz。
在不同频率时工作的电动机转子交变电压每半个周期所用的时间为t2＝1/2f2式中，t2交变电压半个周期所用的时间;
f2电动机转子频率。
当可控硅触发器检测到电动机转子电压后延时t2′后触发可控硅，使之导通。可控硅的触发角是受转子电压在起动过程中每半个周期时间t2所控制的。而延时触发时间t2′则是根据电机所需的工作特性来调整的。调整好延时触发时间t2′后，可控硅的导通时间t2″也由下式确定了t2″＝t2-t2′即可控硅导通时间t2″等于转子交变电压半个周期时间t2减去延时触发时间t2′。可控硅的控制角由下式决定
a2″＝(f2/50)·α2′式中，α2″电动机起动过程中的可控硅控制角;
α2′频率为50Hz时可控硅的控制角。
由于α2′＝t2′/0.01×180＝18000t2′α2″＝360f2·t2′。
只有在转子电压半个周期时间t2大于延时触发时间t2′时，可控硅触发器才输出触发脉冲，因此，在电动机反接制动时，也就是在50Hz＜f2＜100Hz时，可控硅处于关断状态。
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1为本发明的电动机转子控制电路。
图2为可控硅触发器示意图。
图3为电动机起动特性曲线。
图4～图6为电动机转子控制电路的各种接线方法。
如图1所示，本发明的绕线型电动机可控硅起动装置由串接到电动机D的转子三个相a、b、c上的三组常规串接电阻Ra、Rb、Rc可控硅控制的电阻和可控硅触发器(图2)所组成，可控硅控制电阻由两个反并联的可控硅和与之相串联的电阻Ra1、Rb1、Rc1所组成。常接电阻Ra、Rb、Rc分别和反并联可控硅及其电阻Ra1、Rb1、Rc1相并联，这三组控制电阻为星型接线。
可控硅触发器T的输入端分别和电动机转子的三相a、b、c相接，输出端分别和反并联可控硅的控制极Gaz、GaF、GDZ、GDF、GbZ、GbF阴极a1、a，b1、b，c1、c相连接。
电动机D转动，可控硅触发器T检测到电动机D转子各相a、b、c的电压频率，根据电动机所需要的工作特性调整好延时触发时间t2′，可控硅在不同频率情况下的导通时间t2″＝t2-t2′。利用可控硅经过电阻器的电流补偿转子电流，提高电动机的起动转矩，改善电动的起动特性。
图3比较了只用常规串接电阻Ra、Rb、Rc时的电动机起动特性曲线Ⅰ和使用本发明的起动装置后的电动机起动特性曲线Ⅱ。从图3可以明显看出，采用本发明的可控硅起动装置后，起动特性硬，起动转矩增大，从而提高了电动机利用率。
图4～图6为本发明的另外几种实施方案。
在图4所示的控制线路中，其接方法是将三组反并联可控硅和电阻Ra1、Rb1、Rc1并联后再与常规串接电阻Ra、Rb、Rc相串联。其余连接方法和图1所示的实施方案相同。
在图5所示的方案中，三组可控硅控制电阻常规电阻为角型连接，其余接线方法和图1所示的方案相同。
在图6所示的方案中，三组可控硅控制电阻常规电阻为角型接线，其余接线方法和图4所示的方案相同。
所有这些方案都能取得同样的效果。
实施例。
用于YZR225××-222kW电动机的可控硅起动装置。
电动机负载转矩M2＝0.8Me负载率FC＝40%;
起动次数300次/h，转子电流 ＝45.6A;
转子开路电压U2＝234v常接电阻Ra＝Rb＝Rc＝1.4Ω，可控电阻Ra1＝Rb1＝Rc1＝0.8Ω，触发电器延时时间t2′＝0.01s。
表1列出了起动过程中各个参数的值，其特性曲线如图3所示。曲线Ⅰ为电动机只串接一常接电阻R2＝1Ω时的特性曲线，此时起动电流Ⅰ2＝U23R2=135A]]>。曲线Ⅱ的起动转矩大，起动特性硬，电动机的利用率可以高30%以上。
其中，S＝f2/50I2＝SU2/3]]>R2I2′＝SU2/ R2′12πsin2a+π-aπ]]>I＝I2+I2′
权利要求
1.一种利用常接电阻和三组反并联可控硅的绕线型电动机可控硅起动装置，其特征在于此装置由三组反并联可控硅控制的电阻和可控硅触发器T所组成，所说的可控硅控制的电阻接在电动机转子回路中并由两个反并联的可控硅和与之相连接的控制电阻Ra1、Rb1、Rc1所组成，所说的常接电阻Ra、Rb、Rc分别和反并联可控硅及其电阻Ra1、Rb1、Rc1相连接，这三组控制电阻相互连接，所说的可控硅触发器的输入端分别和电动机转子的三相a、b、c相接，其输出端分别和反并联可控硅的控制极GaZ、GaF、GDZ、GDF、GCZ、GCF和阴极a1、a，b1、b，c1、c相连接。
2.根据权利要求1的绕线型电动机可控硅起动装置，其特征在于各组反并联可控硅和控制电阻Ra1、Rb1、Rc1相串联。
3.根据权利要求1的绕线型电动机可控硅起动装置，其特征在于各组反并联可控硅和控制电阻Ra1、Rb1、Rc1相串联。
4.根据权利要求1的绕线型电动可控硅起动装置，其特征在于接在电动机转子各相上的可控硅控制电路为星型接线。
5.根据权利要求1的绕线型电动机可控硅起动装置，其特征在于接在电动机转子各相上的可控硅控制电路为角型接线。
6.一种采用可控硅起动装置的绕线型电动机起动控制方法，其特征在于(1)由可控硅触发器T检测电动机转子电压的频率，(2)利用电动机转子电压频率作为触发器同步电压和控制电压自动控制可控硅导通角，(3)根据电动机所需要的工作特性调整可控硅的延时触发时间t′2，(4)取可控硅在不同频率情况下的导通时间t2″等于转子电压在起动过程中的半个周期时间t2减去可控硅延时时间t′2，(5)由可控硅触发器T确定可控硅的控制角α2″＝360f2·t2′。
全文摘要
常规绕线型交流电动机起动时必须在电动机转子上串接电阻或电抗，使起动转矩变小，制动电流大，电动机利用率低。在转子上再接上一组由反并联可控硅控制电阻，由一个可控硅触发器来检测转子电压频率，即测定转子电压在起动过程中的半个周期时间t
文档编号H02P1/34GK1103518SQ93115939
公开日1995年6月7日 申请日期1993年12月1日 优先权日1993年12月1日
发明者孙增先 申请人:孙增先