[发明专利]一种绕线式电机大转矩智能起动方法

说明书

技术领域

本发明属于绕线式异步电动机转子串电阻起动技术领域，涉及一种绕线式电机大转矩智能起动方法。

背景技术

电机的起动是电机进入工作状态的前提和必经过程。电机的起动从当前技术来分，大致分为以下几种起动方式：

①全压起动：包括全压起动和变压器—电动机组，②降压起动：包括自耦降压、电阻降压、相控降压，③降补软起动，④变频起动，⑤机械起动方式：小拖大加超越离合器，⑥绕线式异步电机转子串电阻起动，⑦绕线式异步电机转子串频敏变阻器起动，⑧由电力电子元件控制绕线式异步电机转子电流的起动方式，等等。在所有起动方式中，都不同程度地同时存在以下一种或几种不利因素：①起动电流大②起动转矩小③功率因数低④电机发热、温升快⑤因电子元件工作带来的谐波污染⑥对负载机械冲击大⑦噪声大等。因此，当前采取的起动方法是针对不同的负载选择不同的起动方式，很难权衡针对任何负载采用一种起动方法。比如:恒转矩负载、泵类负载、风机类负载，起重机负载等；这些特定的负载都可以用对应的数学表达式进行描述，这些特定的负载也因此有特定的局限，没有普遍性，起动方案和特定负载之间是一一对应关系。但不论哪一种负载都必须保证电机的起动过程中起动转矩大于负载转矩，机组才可以起动；否则，机组是不可能正常起动的。

从负载侧考虑：如果我们遇到变化的负载转矩，并且最大负载转矩出现在电机起动过程中，比如：球磨机负载，以上起动方法均难以应对，无奈之下，人们往往采取增大电机容量或采取一些机械辅助手段，甚至有的先把球磨机中的球掏出，待起动正常后再逐个装入，造成了大量电能浪费，也浪费了大量的人力物力，给用户检修、停机带来极大不便，使用单位没有特殊情况不敢停机；同时给工厂电网也提出了一定要求，对于小型工厂，变压器容量相对较小的用户，类似球磨机负载的起动就变得更加困难。从起动方式考虑，比如在起动方面有明显优势的变频起动，虽然也能提高起动转矩，但最大输出转矩最大值也只能达到电机额定转矩的1.8倍。再比如有很好起动性能的水电阻起动，包括转子串接电阻由转子离心力改变电阻值的方式，都不能保证电机最大转矩出现在最需要的时候；如果起动转矩不能大于负载转矩，电机转速不上升，则有可能使电机转速停留在某一转速上，达到起动转矩与负载转矩的平衡，造成达不到额定转速而不能正常起动；况且水电阻或液体电阻本身因为温度的升高导致电阻值大幅度变化，不能多次重复起动，也限制了水电阻的使用。

因此，无论是从负载侧考虑，还是从起动方式考虑。目前的起动方式均不能同时满足：起动电流小、起动转矩大、起动过程中功率因数高、起动过程中没有谐波污染、起动过程电机能量转化率高、电机不会温升过快等起动过程指标。

发明内容

本发明的目的在于提供一种绕线式电机大转矩智能起动方法，解决现有电机起动甩电阻方式不会随外接负载而变化的问题。

本发明是绕线式电机转子采用串联多级电阻的起动方法的前提下，使逐级串联电阻的阻值与电机转速值智能对应，控制最大转矩点连续出现的方法，通过对电机起动过程连续测速，经智能判断，确定与之对应的电阻值，并发出指令，控制串联电阻，并使对应的电阻值串入电机转子，这样在电机的整个起动过程中，转子串入的级数越多，由绕线电机的转子串电阻起动的人工特性曲线可知，电机的最大转矩值出现的次数就会越多，那么电机的整个起动过程都会提供出接近最大转矩的值，可提供出的转矩平均值也就越大，确保了电机起动过程中的加速度始终大于零，并巧妙地达到了以上各种优点指标，即起动电流小、起动转矩大、起动过程中功率因数高、没有谐波污染、电机能量转化率高、电机不会温升过快、起动噪声低等起动过程指标得到全面优化。是一种绕线电机大转矩智能起动方法。

本发明所采用的技术方案是在绕线式电机的转子上串联多级回路电阻系统，通过接入回路电阻的数量控制电机转速；

在绕线式电机的转子上安装测速装置，对电机实时转速进行测定；

测速装置和多级回路电阻系统分别连接单片机系统，单片机系统对电机的实时转速信息进行处理后控制接入回路电阻的数量。

进一步，所述多级回路电阻的每一级由若干个电阻构成，电阻之间连接有电阻短接接触器，每一个电阻短接接触器的闭合均受单片机系统控制。

进一步，所述多级回路电阻的级数为3～30。