專利名稱：電機起動裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于電機起動的裝置，屬于電機起動設備的技術領域。
背景技術：
目前的電機起動裝置大多只簡單地將補償電容器全部或分組與電機斷路器相連， 造成過補或欠補，不能跟蹤電機起動過程中的無功需求量而進行及時補償，或者補償效果及電機起動參數不理想；而且電機起動完畢后裝置即退出，一臺電機需要一套，使得裝置的利用率不高。大電機起動方法主要有以下幾種(1) Y / Δ轉換起動該方法適用于電機定子繞組為三角形接法。其優點是裝置簡單；缺點是轉換過程中存在二次沖擊電流，故障率高。起動轉矩僅為額定轉矩的1 / 3，僅適合于電機輕載或空載起動。(2)轉子繞組串電阻降壓起動該方法適用于繞線式異步電機。缺點為維護量大，成本高。(3)自耦變壓器降壓起動該方法可靈活調節起動電壓，但是設備體積大，成本高，不利于推廣。(4)軟起動器起動該方法通過改變晶閘管的移相控制角，調節其輸出電壓，實現電機軟起動。起動完成時，軟起動器內接觸器工作，自動將軟起動器旁路。當電機起動時，在較短的時段內需要很大的無功電流，通常是正常電機額定電流的6-7倍，而電網沒有被設計能夠承受如此大的暫態電流，因此，會給所在地電網造成較大的電壓跌落。較大的電壓跌落給該電網上的其他負載帶來影響，甚至，導致電機不能正常起動。通常，無功補償電容器都是以Δ形或Y形與電網連接，并分組投切到電網中；補償容量及無功電流是階躍式增加或減少，對電網電壓擾動較大；而且一組電容器即需要一套投切開關器件。因此，整個電機起動設備較多，造價較大。采用晶閘管交流調壓裝置(8口軟起動器)可以達到減少電機起動過程沖擊電流的目的(如文獻CN200710052540. 4)。目前，它已經全面取代傳統的降壓起動方式而得到廣泛應用。但是這種裝置存在以下缺點 I雖然軟起動器起動過程平穩，對于減少電機起動沖擊電流效果明顯，但是，晶間管調壓將產生較大的諧波電流，對電網造成“污染”，并對需要經常起動的風機、水泵等電機造成損害；f若電機所接電網容量較弱，軟起動器不能有效地減少電壓跌落，導致電機仍不能成功起動；:f每個電機都需要專門配一臺軟啟動器；S延長了電機起動時間。
發明內容[0014]針對現有技術中存在的不足，本實用新型的目的是利用無功補償原理，提供一種節能的電機起動裝置，在電機起動過程中，該裝置可以快速跟蹤并實時補償電機起動過程中所需的無功電流，既能使電機完成平穩、快速起動，還能使電機所在地的電網電壓保持穩定，減少線路損耗。為了實現上述目的，本實用新型采取的技術方案為電機起動裝置，包括逆變控制器、在線數字檢測系統和數字信號處理器，其中，逆變控制器包括三相逆變橋、補償電容和電抗器等，三相逆變橋通過三個電抗器(或變壓器) 與電機受電母線連接；補償電容連接在三相逆變橋的直流側；在線數字檢測系統、數字信號處理器與逆變控制器構成閉環系統。所述三相逆變橋可由六個GTO或IGBT構成。本實用新型的電機起動裝置完全克服了傳統軟起動器存在的缺陷①避免了傳統軟起動器諧波污染(電流THD達到13. 5%，電壓THD達到10%)；本實用新型的起動裝置不產生諧波電流，并且對電機所在電網提供無功電流，能提高功率因素，改善該電網質量。②傳統軟起動器電壓跌落可達到10%_13%，若電機所接電網容量較弱，電機仍不能成功起動；本實用新型能有效地減少電機起動時電壓跌落(電壓跌落小于1.5%)，即使電機所接電網容量較弱，該軟起動裝置仍然能使電機成功起動。③傳統軟起動器電機起動時得不到最大的起動轉矩，電機起動時間被延長，達到 13-15秒；本實用新型的裝置可以快速跟蹤并能充分補償電機起動過程中所需的無功電流，因此電機起動時可以得到最大的起動轉矩，使電機起動時間減少(可5秒內起動完畢)。④本實用新型的電機起動裝置能為同一母線上其他電機起動時共用。
圖1是本實用新型電機起動節能裝置的數字信號處理器(DSP)運算及閉環控制模型框圖。圖2是本實用新型裝置中逆變控制器的電路圖。 具體實施例
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細描述。如圖1所示，采用在線數字檢測方法，在線數字檢測系統實時采集電機受電母線上的有功、無功、功率角等變量，運用DSP (注入運算處理模型)和逆變控制器，構成閉環系統。DSP運算及閉環控制模型補償給定值與補償反饋值比較后，經PID調節運算，再由驅動電路控制逆變控制器輸出無功電流，形成最小量的補償無功電流閉環調節控制。DSP 運算控制模型主要完成電機受電母線上電壓值、電流值、功率因數、無功補償量給定值、無功補償量反饋值等，以及比較、PID調節、變量變換等運算。達到跟蹤電機起動無功電流并快速補償的目的。本實用新型的起動裝置中，逆變控制器的電路結構如圖2、圖3所示，補償電容器C 經三相逆變橋與電網連接，將補償電容器C作為逆變橋的直流側，用來無功補償電流。三相逆變橋由六個GTO或IGBT構成，并通過三個電抗器L (或變壓器)與電機M受電母線連接。 同時，在同一母線上本裝置還可以實現多臺電機依次軟起動；并且實現該母線下電機運行無功功率實時補償。
權利要求1.電機起動裝置，包括逆變控制器、在線數字檢測系統和數字信號處理器，其中，逆變控制器包括三相逆變橋、補償電容和電抗器等，其特征在于三相逆變橋通過三個電抗器或變壓器與電機受電母線連接；補償電容連接在三相逆變橋的直流側；在線數字檢測系統、 數字信號處理器與逆變控制器構成閉環系統。
2.根據權利要求1所述的電機起動裝置，其特征在于所述三相逆變橋由六個GTO或 IGBT構成。
3.根據權利要求1所述的電機起動裝置，其特征在于所述數字信號處理器將補償給定值與補償反饋值比較后，經PID調節運算，再由驅動電路控制所述逆變控制器輸出無功電流，形成最小量的補償無功電流閉環調節控制。
4.根據權利要求1、2或3所述的電機起動裝置，其特征在于所述同一母線上連接多臺電機。
專利摘要本實用新型公開了一種電機起動裝置，屬于電機起動設備的技術領域。該起動裝置包括逆變控制器、在線數字檢測系統和數字信號處理器，其中，逆變控制器包括三相逆變橋、補償電容和電抗器等，三相逆變橋通過三個電抗器(或變壓器)與電機受電母線連接；補償電容連接在三相逆變橋的直流側；在線數字檢測系統、數字信號處理器與逆變控制器構成閉環系統。本實用新型的電機起動裝置可以快速跟蹤并實時補償電機起動過程中所需的無功電流，并且不產生諧波電流，能夠減少電機起動時電壓的跌落，減少電機起動時間。
文檔編號H02P1/54GK202004700SQ201120147158
公開日2011年10月5日 申請日期2011年5月11日 優先權日2011年5月11日
發明者王正斌 申請人:馬鞍山市瑞華電氣科技有限公司