[发明专利]一种异步电机可控补偿型全转矩节能软启动装置

说明书

本发明涉及一种异步电机可控补偿型全转矩节能软启动装置，该装置中，空气开关、三相启动电容器和三相整流桥交流输入端串联连接后分别与被控制电机各相导线并联，三相补偿电容器并联连接于三相启动电容器和三相整流桥之间，三相整流桥直流输出端、功率电阻、功率晶体管的集电极和发射极依次串联连接，控制电路并联连接于三相整流桥两端，控制电路的信号输出端与功率晶体管的基极连接。与现有技术相比，本发明具有同时做到既抑制启动电流又不降低启动转矩、有效克服电网电压波动、无谐波干扰、将电机功率因数提升至1左右以及最大限度降低线损等优点。

技术领域

本发明涉及电机节能控制设备，尤其是涉及一种异步电机可控补偿型全转矩节能软启动装置。

背景技术

异步电机拖动的生产设备在工业领域大量应用，对于容量较大的异步电机负载，常常采用软启动器实现电机的软启动，然而软启动器存在两个难以弥补的缺点，一是功率因数低，启动时电流波形差、谐波含量大，因此不能配置电容器实现无功补偿，造成线损大幅增加，二是启动转矩小、启动速度慢，软启动器的本质就是降压启动，减小启动电流的同时也使电机启动转矩以平方倍速率大幅降低，造成启动缓慢，对于重要的生产设备，尤其是一些恒转矩负载，以及突发状况需要瞬时启动的负载，如电厂换流站的循环泵等，现有软启动器过慢的启动速度常常造成严重的生产事故。

现有技术存在以下缺点：

1、现有的几种软启动技术几乎所有软启动方案均以牺牲电机启动转矩为代价，造成负载启动缓慢、甚至启动困难，很多换流站发电厂等重要辅机设备，经常遇到主机故障切换至备机的情况，然而现有软启动器启动缓慢，常常导致上述重要设备应启动缓慢而导致的严重事故。为克服这一问题，有时必须使用变频器或绕线转子异步电机，这令设备成本成倍提高；

2、现有技术在启动电机时，虽然大幅降低了电机启动电流，但由于均采用晶闸管斩波调压或自耦变压器调压，这些设备本身为电感性，因此功率因数仍旧很低，虽然启动电流不大，但造成的电网电压瞬间波动常常很明显，有时还是会造成其他敏感电气设备的故障停运；

3、现有软启动器大部分采用晶闸管斩波调压，谐波含量大，谐波已经成为电力系统的一大公害；

4、现有配置软启动器的异步电机，由于晶闸管斩波电路的脉冲状电压，使之不能与电容器配合，加上软启动器的成本，再外部加装电容器成本较高，另外由于电动机的自励问题，电机机端补偿功率因数不能很高，导致现有技术电机线损较大，

5、现有技术软启动器均与被控设备串联，一旦故障直接导致被控电机的停运。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种异步电机可控补偿型全转矩节能软启动装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种异步电机可控补偿型全转矩节能软启动装置，所述的装置与被控制电机并联连接，所述的装置包括空气开关、三相启动电容器、三相补偿电容器、三相整流桥、控制电路、功率晶体管和功率电阻，所述的空气开关、三相启动电容器和三相整流桥交流输入端串联连接后分别与被控制电机各相导线并联，所述的三相补偿电容器并联连接于三相启动电容器和三相整流桥之间，所述的三相整流桥直流输出端、功率电阻、功率晶体管的集电极和发射极依次串联连接，所述的控制电路并联连接于三相整流桥两端，所述的控制电路的信号输出端与所述的功率晶体管的基极连接；

所述的软启动装置在被控制电机合闸启动瞬间，所述的三相整流桥交流侧瞬时建立三相电压，所述的三相整流桥的直流侧也同时产生电压，所述的控制电路向功率晶体管发出触发信号，所述的功率晶体管导通，三相启动电容器相当于星形连接在三相电源上，进行大容量无功补偿，之后控制电路逐步降低触发电流，使得功率晶体管延时断开，三相补偿电容器与三相启动电容器串联后与被控制电机并联，进行稳态无功补偿。