[发明专利]多绕组串联变容量感应电动机及其控制装置

说明书

技术领域

本发明属于电机技术领域，具体涉及一种多绕组串联变容量感应电动机及其电气控制装置。

背景技术

目前我国冶金矿山物料装载中的皮带输送机，以及石油开采中的抽油机电机起动或是运行时，重载和轻载甚至空载的情况经常交替出现，存在着严重的“大马拉小车”现象而导致效率低下，能耗严重。为适应这样的负载，电机一般要按重载起动或运行要求选配，但这样又会造成电机轻载运行时实际负载率小，效率和功率因数低下。为满足输送电机能够自动匹配负载变化高效运行的要求，国内外曾提出过很多方案，如采用高转差电机，永磁电机以及双定子电机等，但这些方案或是改进不大，或是成本过高及控制复杂等，因而并不能适应实际应用的要求。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提出了一种多绕组串联变容量感应电动机，该电动机能更好地适应负载变化的情况，起动转矩大，运行效率和功率因数高，控制简便，可靠性好，空载电流显著下降，节能效果好。

本发明的另一目的在于提供一种该多绕组串联变容量感应电动机的控制装置，具有性能稳定，当高功率电动机启动后，由自动控制装置延时，自动转换到电动机的中功率或低功率运行。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案：该多绕组串联变容量感应电动机，具有定子绕组，其特征在于：所述定子绕组由三套三相绕组复合构成，该三套绕组各对应串联连接，每相绕组有3个出线端，三相共有9个出线端，每套绕组为单层布置，所述三套绕组的出线端分别与控制装置中执行电路中的三个接触器连接，从而实现多功率变容量切换。

所述三相绕组为Y接法。

所述三套绕组采用Y-Δ混合串联连接，对于高功率容量接法为Δ联接，对于中功率容量为Y-Δ混合串联接法，对于低功率为2Y-Δ混合串联接法。

所述控制装置具有高功率启动电路、中功率运行电路和低功率运行电路，高功率启动后经启动延时模块数秒钟延时后转换为中功率运行电路或低功率运行电路，经电流信号采集电路和鉴别电路对电动机电流大小的检测鉴别，越上限时经延时抗干扰电路转换中功率运行电路，中功率运行电路信号反馈至鉴别电路，越下限时经延时抗干扰电路转换低功率运行模块，低功率运行电路信号反馈至鉴别电路。

所述低功率运行电路和中功率电路运行连接有累计运行计时电路。

所述电流信号采集电路连接有断相保护电路和过电流保护电路。

所述控制装置的执行电路中具有点动找平衡电路，所述点动找平衡电路具有分别并接在高功率启动继电器线圈、中功率运行继电器线圈和低功率运行继电器线圈支路上的微动开关，位于高功率启动继电器线圈支路中的微动开关并联有高功率启动继电器常开开关。

该多绕组串联变容量感应电动机定子具有三套绕组，这些绕组串联联接，形成可选择的变容量的多功率档，由三个接触器实现多功率变容量的切换。其中高功率档具有高起动转矩，用于重载起动或运行，起动过程完毕可视负载情况保持高功率档运行或是转入中功率及低功率档运行。这种电机能很好地匹配输送机负载或是抽油机负载，与目前这类拖动系统中研究的其它技术方案相比，能更好地适应负载变化的情况，起动转矩大，运行效率和功率因数高，控制简便，可靠性好，空载电流显著下降，因而更具好的节能效果。该电机的电气控制电路具有高功率启动电路，开机时由高功率启动后经数秒钟延时，自动转到中功率或低功率运行，在电动机运行中自动测量电动机电流的大小，当电动机中功率正常运行时，由于负载减小(额定电流80％)时，自动转换到低功率运行；当电动机在低功率正常运行时，由于负载增加(额定电流120％)时，自动转换到中功率运行；当电动机在中功率正常运行时，由于负载一直在增加，增加到额定电流的120％倍时，过电流保护系统就会动作，使控制线路断电，电动机停止运行；电动机无论是在中功率或低功率状态下运行，如果电流或电动机某一相接触不良或断相，断相保护电路就会立即动作，断开控制线路，使电动机停止运行；电动机无论是在某种状态下运行，如果电网的电压低于规定值时，ND-3SK的欠压保护系统就会断开控制线路，使电动机停止运行。累计运行计时电路分别把电动机的记录中功率或低功率运行时间准确的记录下来，并从数码管的显示屏上直观的看到电动机某种功率的运行时间。

在油田抽油机用电机中，在装配试车调试时需要动力平衡配重，现有的方法操控不灵敏，通过点动找平衡电路中并接在高功率启动继电器线圈的微动开关，很容易对电机点动控制，较快的进行动平衡调整，从而解决了找动平衡困难。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施例作进一步详细的说明。