專利名稱：恒流節(jié)能進(jìn)相器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于進(jìn)相器技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種提高大中型繞線電機(jī)的負(fù) 載能力、提高電能質(zhì)量、以及節(jié)能降耗的恒流節(jié)能進(jìn)相器。
技術(shù)背景大功率電機(jī)在冶金、水泥、煤炭、水利水電、化工、造紙等領(lǐng)域具有廣泛 的應(yīng)用，而電機(jī)的拖動(dòng)技術(shù)目前尚遠(yuǎn)未達(dá)到較高的水平?，F(xiàn)有的大功率電機(jī)的 應(yīng)用中，電機(jī)其對(duì)電網(wǎng)的影響相當(dāng)嚴(yán)重，而且其本身的電能損耗也相當(dāng)驚人， 因此，提高電機(jī)的負(fù)載穩(wěn)定性、減少電機(jī)對(duì)電網(wǎng)的不利影響、減小電機(jī)的電能 損耗等現(xiàn)實(shí)問題急需改進(jìn)?，F(xiàn)有進(jìn)相器由進(jìn)相接觸器、輔助電源變壓器、交交變頻晶閘電路、進(jìn)相接觸器A、 B、電流檢測(cè)電路、根據(jù)電流檢測(cè)電路控制交交 變頻晶閘電路的主控微處理器、主控電路構(gòu)成，其中，主控電路由進(jìn)相指示電 路、電源指示電路、進(jìn)相執(zhí)行電路、進(jìn)退相控制電路、退相指示電路、允許進(jìn) 相電路、控制電源電路、起動(dòng)接觸器控制電路和進(jìn)相接觸器控制電路組成，進(jìn) 退相控制電路包括串接的退相按鈕、進(jìn)相接觸器A、 B、退相按鈕常開觸點(diǎn)及與 該常開觸點(diǎn)并聯(lián)的進(jìn)相按鈕，由于未設(shè)有輔控微處理器、恒流輸出控制電路， 因而存在不能自動(dòng)檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流因負(fù)載變化導(dǎo)致的電流變化，也不能穩(wěn)恒 控制電機(jī)轉(zhuǎn)子電流在給定的水平的不足。 技術(shù)內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是針對(duì)上述不足之處而提供一種提高電機(jī)的功率因 數(shù)、減小電機(jī)的定子電流并保證電機(jī)負(fù)載能力的恒流節(jié)能進(jìn)相器。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是 一種恒流節(jié)能進(jìn)相器，包括進(jìn)相接觸器A，輔助電源變壓器，交交變頻晶閘電路，進(jìn)相接觸器B，電流檢測(cè)電路，根據(jù)電流 檢測(cè)電路控制交交變頻晶閘電路的主控微處理器，由進(jìn)相指示電路、電源指示 電路、進(jìn)相執(zhí)行電路、進(jìn)退相控制電路、退相指示電路、允許進(jìn)相電路、控制 電源電路、起動(dòng)接觸器控制電路和進(jìn)相接觸器控制電路組成的主控電路，其中， 進(jìn)退相控制電路包括串接的退相按鈕、進(jìn)退相接觸器、進(jìn)退相接觸器的常開觸 點(diǎn)及與該常開觸點(diǎn)并聯(lián)的進(jìn)相按鈕，其特征是在進(jìn)相接觸器B與輔助電源變壓器的原邊之間設(shè)有恒流輸出控制電路；在進(jìn)退相控制電路中的退相按鈕與進(jìn) 退相接觸器之間連接有兩個(gè)并聯(lián)的常閉按鈕，在退相按鈕上并聯(lián)一個(gè)常開按鈕， 在進(jìn)相按鈕上串聯(lián)一個(gè)常閉按鈕，再與進(jìn)退相接觸器的一個(gè)常開觸點(diǎn)并聯(lián)，在 進(jìn)退相接觸器的一個(gè)常開觸點(diǎn)兩端并聯(lián)串接的遠(yuǎn)程進(jìn)相按鈕和遠(yuǎn)程退相按鈕； 還包括輔控微處理器，該微處理器的部分輸入端連接一個(gè)本地/遠(yuǎn)程轉(zhuǎn)換和恒流 控制設(shè)定電路，另一部分輸入端連接一個(gè)由霍爾電流傳感器構(gòu)成的實(shí)際電流反 饋電路，霍爾電流傳感器連接在轉(zhuǎn)子的一相連接導(dǎo)線上，輸出端與恒流輸出控 制電路的控制端相連；在轉(zhuǎn)子的另一相連接導(dǎo)線上連接另一個(gè)霍爾電流傳感器。 本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案中所述的所述的恒流輸出控制電路由兩個(gè)反并 聯(lián)的晶閘管再并聯(lián)一個(gè)壓敏電阻組成，它們的兩端分別與進(jìn)相接觸器B的常開 觸點(diǎn)和輔助電源變壓器的原邊連接，兩個(gè)反并聯(lián)的晶閘管的受控端和輔控微處 理器輸出端連接。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案中所述的所述的本地/遠(yuǎn)程轉(zhuǎn)換和恒流控制設(shè)定 電路由本地/遠(yuǎn)程轉(zhuǎn)換開關(guān)和電流設(shè)定電位器串聯(lián)在輔控微處理器輸入端上，輔 控微處理器輸入端連接一個(gè)遠(yuǎn)程轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)并與本地/遠(yuǎn)程轉(zhuǎn)換開關(guān)連鎖。本實(shí)用新型由于在包括現(xiàn)有進(jìn)相器的進(jìn)相接觸器A，輔助電源變壓器，交 交變頻晶閘電路，進(jìn)相接觸器B，電流檢測(cè)電路，根據(jù)電流檢測(cè)電路控制交交變 頻晶閘電路的主控微處理器，由進(jìn)相指示電路、電源指示電路、進(jìn)相執(zhí)行電路、 進(jìn)退相控制電路、退相指示電路、冷卻風(fēng)機(jī)電路、允許進(jìn)相電路、控制電源電 路、起動(dòng)接觸器控制電路和進(jìn)相接觸器控制電路組成的主控電路的基礎(chǔ)上，其 中，進(jìn)退相控制電路包括串接的退相按鈕、進(jìn)退相接觸器、進(jìn)退相接觸器的常 開觸點(diǎn)及與該常開觸點(diǎn)并聯(lián)的進(jìn)相按鈕，在進(jìn)相接觸器與輔助電源變壓器的原 邊之間設(shè)有恒流輸出控制電路，在進(jìn)退相控制電路中的退相按鈕與進(jìn)退相接觸 器之間連接有兩個(gè)并聯(lián)的常閉按鈕，在退相按鈕上并聯(lián)一個(gè)常開按鈕，在進(jìn)相 按鈕上串聯(lián)一個(gè)常閉按鈕，再與進(jìn)退相接觸器的一個(gè)常開觸點(diǎn)并聯(lián)，在進(jìn)退相 接觸器的一個(gè)常開觸點(diǎn)兩端并聯(lián)串接的遠(yuǎn)程進(jìn)相按鈕和遠(yuǎn)程退相按鈕，還包括 輔控微處理器，該微處理器的部分輸入端連接一個(gè)本地/遠(yuǎn)程轉(zhuǎn)換和恒流控制設(shè) 定電路，另一部分輸入端連接一個(gè)由霍爾電流傳感器構(gòu)成的實(shí)際電流反饋電路， 霍爾電流傳感器連接在轉(zhuǎn)子的一相連接導(dǎo)線上，輸出端與恒流輸出控制電路的 控制端相連，在轉(zhuǎn)子的另一相連接導(dǎo)線上連接另一個(gè)霍爾電流傳感器，因而利用晶閘管調(diào)壓、交交變頻、PC控制產(chǎn)生三相移相電源附加在轉(zhuǎn)子回路中，通過附加的與轉(zhuǎn)子電流同頻而相位滯后卯°的可調(diào)自動(dòng)跟蹤電源，從而提高電機(jī)功 率因數(shù)、降低電機(jī)電流(轉(zhuǎn)子和定子)、提高電機(jī)負(fù)載能力。尤其對(duì)電機(jī)的重負(fù) 載場(chǎng)合(如大型行車、熱軋軋機(jī)等)具有顯著的效果。本實(shí)用新型廣泛適用于 水泥、化工、鋼鐵、冶金、礦山、造紙、制藥等行業(yè)大中型繞線式異步電機(jī)的就地補(bǔ)償。如球磨機(jī)、軋鋼機(jī)、壓榨機(jī)、風(fēng)機(jī)、水泵、破碎機(jī)、壓縮機(jī)等。

圖l為本實(shí)用新型主控電路圖； 圖2為本實(shí)用新型主輸出電路圖； 圖3為本實(shí)用新型輔控PC2機(jī)電路圖； 圖4為本實(shí)用新型主控PC1機(jī)電路圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例作進(jìn)一步詳述。如圖1至圖4所示。主輸出電路包括進(jìn)相接觸器A，輔助電源變壓器TM， 交交變頻晶閘電路，進(jìn)相接觸器B，電流檢測(cè)電路，恒流輸出控制電路。進(jìn)相接觸器A部分組成包括進(jìn)相接觸器KM3。進(jìn)相接觸器KM3與三相 電源串聯(lián)連接。為現(xiàn)有技術(shù)。恒流輸出控制電路部分組成可控硅V13、 V14反并聯(lián)，再與壓敏電阻VR1 并聯(lián)，再串入變壓器TM初級(jí)。為新增技術(shù)。是恒流控制的核心輸出元件。交交變頻晶閘電路部分組成12只晶閘管V1 V12、 12只電阻R1 R12、 12 只電容C1 C12、 6件電抗L1 L6。實(shí)現(xiàn)兩相變?nèi)嗟母郊咏蛔冸娫锤郊佑陔姍C(jī) 轉(zhuǎn)子回路中。為現(xiàn)有技術(shù)。進(jìn)相接觸器B部分組成包括進(jìn)相接觸器KM2。連接交交變頻晶閘組件與 用戶電機(jī)。為現(xiàn)有技術(shù)。電流檢測(cè)電路部分組成包括三相霍爾電流傳感器TA1、 TA2、 TA3、 TA4、 TA5。 TA1、 TA2、 TA3與主控微處理器PC1連接，包括三相電流取樣反饋，為 現(xiàn)有技術(shù)。TA4與輔控微處理器PC2連接，實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流至輔控PC的恒 流反饋接入。TA5提供客戶現(xiàn)場(chǎng)顯示連接接口 ，包括串連的霍爾電流傳感器TA5 ， 實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子電流至中控室的反饋指示，為新增技術(shù)。主控電路包括進(jìn)相指示電路、電源指示電路、冷卻風(fēng)機(jī)電路、進(jìn)相執(zhí)行電路、進(jìn)退相控制電路、退相指示電路、允許進(jìn)相電路、控制電源電路、起動(dòng)接觸器 控制電路和進(jìn)相接觸器控制電路。進(jìn)相指示電路由進(jìn)相接觸器A的觸點(diǎn)KM31和指示燈HL3串連組成，為 現(xiàn)有技術(shù)。電源指示電路由指示燈HL1組成，為現(xiàn)有技術(shù)。進(jìn)相執(zhí)行電路由起動(dòng)接觸器觸點(diǎn)KM11和進(jìn)退相觸點(diǎn)KA21并聯(lián)，再和允 許進(jìn)相觸點(diǎn)KAll、進(jìn)相接觸器KM3串連組成，為現(xiàn)有技術(shù)。進(jìn)退相控制電路(1)①進(jìn)相按鈕SB1和遠(yuǎn)程/本地轉(zhuǎn)換按鈕SBX23串連， ②遠(yuǎn)程進(jìn)相按鈕SBX3和遠(yuǎn)程/本地轉(zhuǎn)換按鈕SBX24串連，①、②和進(jìn)退相接觸 器觸點(diǎn)KA22為并聯(lián)關(guān)系；(2)退相按鈕SB2與遠(yuǎn)程/本地轉(zhuǎn)換按鈕SBX22并聯(lián)； (3)遠(yuǎn)程/本地轉(zhuǎn)換按鈕SBX21與遠(yuǎn)程退相按鈕SBX4并聯(lián)；(1)、 (2)、 (3)和進(jìn)退相 接觸器KA2為串聯(lián)關(guān)系。上述的SBX22、 SBX23、 SBX24、 SBX3、 SBX4為新 增元件，其余為現(xiàn)有技術(shù)。退相指示電路由進(jìn)相接觸器觸點(diǎn)KM33和退相指示燈HL4串連組成，為 現(xiàn)有技術(shù)。允許進(jìn)相指示電路由允許進(jìn)相觸點(diǎn)KA12、進(jìn)退相接觸器觸點(diǎn)KA23和允許進(jìn)相指示燈HL2串連組成，為現(xiàn)有技術(shù)。允許進(jìn)相由控制中心KS和允許進(jìn)相接觸器KA1串連組成，為現(xiàn)有技術(shù)。 冷卻風(fēng)機(jī)電路包括進(jìn)相接觸器A的觸點(diǎn)KM32、風(fēng)機(jī)接觸器KM4。 上述各電路為并聯(lián)關(guān)系，并與電網(wǎng)零點(diǎn)N及觸點(diǎn)210連接。變壓器TM與觸點(diǎn)210及電網(wǎng)火線W連接，為現(xiàn)有技術(shù)?？刂齐娫措娐钒ㄗ儔浩鱐D，提供同步、供電，為現(xiàn)有技術(shù)。 起動(dòng)接觸器控制電路進(jìn)相接觸器A的觸點(diǎn)KM3、允許進(jìn)相接觸器KA1的觸點(diǎn)KA13、進(jìn)退相接觸器KA2的觸點(diǎn)KA24并聯(lián)后再與起動(dòng)接觸器KM1串連，為現(xiàn)有技術(shù)。進(jìn)相接觸器控制電路進(jìn)相接觸器A的觸點(diǎn)KM35、進(jìn)退相接觸器KA2的 觸點(diǎn)KA25并聯(lián)后再與進(jìn)相接觸器B串連。起動(dòng)接觸器控制電路與進(jìn)相接觸器控制電路并聯(lián)后再接入保險(xiǎn)FU2和FU3， 兩端再接入端子301和301 ，為現(xiàn)有技術(shù)。中控接口部分組成包括接于輔控PC2之J3和J4腳附近的J3和J4-l的中控輸入4 20mADC信號(hào)、來自轉(zhuǎn)子的恒流電流反饋標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)J6和J7，以及指 示轉(zhuǎn)子當(dāng)前電流的至中控室的4 20mADC標(biāo)準(zhǔn)輸出信號(hào)。該部分為新增技術(shù)。 輔控PC2部分組成輔控PC2主體一塊，采用市售的JS-01B4型可控硅觸 發(fā)器，為新增技術(shù)，是保證恒流控制的控制中心，用于控制調(diào)壓晶閘管VR13、 VR14。本地接口部分組成電源指示燈HL1、進(jìn)相按鈕SB1、退相按鈕SB2、允 許進(jìn)相指示燈HL2、進(jìn)相指示燈HL3、退相指示燈HL4以及本地/遠(yuǎn)程轉(zhuǎn)換開關(guān) SBX2、調(diào)節(jié)電位器VR2 (恒流本地設(shè)定中樞，遠(yuǎn)程中控時(shí)為標(biāo)準(zhǔn)電流控制或標(biāo) 準(zhǔn)電壓控制以取代調(diào)節(jié)電位器VR2)。具體實(shí)現(xiàn)人機(jī)操作時(shí)的指示、進(jìn)退相、轉(zhuǎn) 子電流手動(dòng)給定。為現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)部分。主控PC1部分組成包括主控PC —塊，實(shí)現(xiàn)12組晶閘管組件VR1 VR12、 R1 R12、 C1 C12、 L1 L6的脈沖移相觸發(fā)產(chǎn)生等。為現(xiàn)有技術(shù)。操作順序Stepl閉合進(jìn)相器主電源開關(guān)QF1，接通主輸出電路和輔控PC電源，輔控 PC開始通過TA4監(jiān)測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流；Step2電機(jī)起動(dòng)完畢后，200和210閉合，接通主控PC1電源，主控PC1開 始監(jiān)控主電機(jī)轉(zhuǎn)子電流并輸出交交變頻(12只可控硅)所需要的觸發(fā)脈沖。因 尚未供電，所以轉(zhuǎn)子無附加電源。Step3本地控制方式下，閉合進(jìn)相按鈕SB1后，接通進(jìn)相接觸器KM3,隨后 立即接通電機(jī)轉(zhuǎn)子回路接觸器KM2，交交變頻電路投入工作，主控PC通過監(jiān) 測(cè)電流互感器TA1、 TA2、 TA3取樣，輸出六路觸發(fā)脈沖至交交變頻可控硅組件 (移相)。同時(shí)，開啟輔控PC開關(guān)KM3 (J1和J2)，輔控PC開始投入工作，立 即手動(dòng)調(diào)節(jié)(設(shè)定)轉(zhuǎn)子電流設(shè)定電位器VR2 (增大)，其輸出脈沖(不移相) 控制可控硅V13和V14實(shí)現(xiàn)調(diào)壓器TM的輸出調(diào)壓功能，監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)子電流互感器 (TA4)反饋信號(hào)至輔控PC實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子電流的恒定功能。(設(shè)定電位器要?dú)v時(shí)幾 分鐘時(shí)間)遠(yuǎn)程控制方式下，將本地/遠(yuǎn)程轉(zhuǎn)換開關(guān)SB2置于遠(yuǎn)程位置，由中央 控制室內(nèi)的按鈕SB3 (進(jìn)相)、SB4 (退相)以及4 20mADC直流信號(hào)給定轉(zhuǎn) 子電流(給定)。Step4退相時(shí)，按下退相按鈕SB2(遠(yuǎn)程控制方式下，先復(fù)位中控給定信號(hào)， 再按下退相按鈕SB4)。
權(quán)利要求1、一種恒流節(jié)能進(jìn)相器，包括進(jìn)相接觸器A(KM3)，輔助電源變壓器(TM)，交交變頻晶閘電路，進(jìn)相接觸器B(KM2)，電流檢測(cè)電路，根據(jù)電流檢測(cè)電路控制交交變頻晶閘電路的主控微處理器(PC1)，由進(jìn)相指示電路、電源指示電路、進(jìn)相執(zhí)行電路、進(jìn)退相控制電路、退相指示電路、允許進(jìn)相電路、控制電源電路、起動(dòng)接觸器控制電路和進(jìn)相接觸器控制電路組成的主控電路，其中，進(jìn)退相控制電路包括串接的退相按鈕(SB2)、進(jìn)退相接觸器(KA2)、進(jìn)退相接觸器(KA2)的常開觸點(diǎn)(KA2)及與該常開觸點(diǎn)(KA2)并聯(lián)的進(jìn)相按鈕(SB1)，其特征是在進(jìn)相接觸器B(KM2)與輔助電源變壓器(TM)的原邊之間設(shè)有恒流輸出控制電路；在進(jìn)退相控制電路中的退相按鈕(SB2)與進(jìn)退相接觸器(KA2)之間連接有兩個(gè)并聯(lián)的常閉按鈕(SBX21、SBX4)，在退相按鈕(SB2)上并聯(lián)一個(gè)常開按鈕(SBX22)，在進(jìn)相按鈕(SB1)上串聯(lián)一個(gè)常閉按鈕(SBX23)，再與進(jìn)退相接觸器(KA2)的一個(gè)常開觸點(diǎn)(KA21)并聯(lián)，在進(jìn)退相接觸器(KA2)的一個(gè)常開觸點(diǎn)(KA21)兩端并聯(lián)串接的遠(yuǎn)程進(jìn)相按鈕(SBX3)和遠(yuǎn)程退相按鈕(SBX24)；還包括輔控微處理器(PC2)，該微處理器(PC2)的部分輸入端(J3～J5)連接一個(gè)本地/遠(yuǎn)程轉(zhuǎn)換和恒流控制設(shè)定電路，另一部分輸入端(J6～J7)連接一個(gè)由霍爾電流傳感器構(gòu)成的實(shí)際電流反饋電路，霍爾電流傳感器(TA4)連接在轉(zhuǎn)子的一相連接導(dǎo)線(Ic)上，輸出端(K1、G1、K2、G2)與恒流輸出控制電路的控制端相連；在轉(zhuǎn)子的另一相連接導(dǎo)線(Ia)上連接另一個(gè)霍爾電流傳感器(TA5)。
2 、根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒流節(jié)能進(jìn)相器，其特征是所述的恒流輸出 控制電路由兩個(gè)反并聯(lián)的晶閘管(V13、 V14)再并聯(lián)一個(gè)壓敏電阻(VR1)組 成，它們的兩端分別與進(jìn)相接觸器B的常開觸點(diǎn)(KM3)和輔助電源變壓器(TM) 的原邊連接，兩個(gè)反并聯(lián)的晶閘管(V13、 V14)的受控端(Gl、 Kl、 G2、 K2) 和輔控微處理器(PC2)輸出端(Kl、 Gl、 K2、 G2)連接。
3、根據(jù)權(quán)利要求l或2所述的恒流節(jié)能進(jìn)相器，其特征是所述的本地/ 遠(yuǎn)程轉(zhuǎn)換和恒流控制設(shè)定電路由本地/遠(yuǎn)程轉(zhuǎn)換開關(guān)(SBX2)和電流設(shè)定電位器 (VR2)串聯(lián)在輔控微處理器輸入端(J3、 J5)上，輔控微處理器(PC2)輸入 端(J3、 J4)連接一個(gè)遠(yuǎn)程轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)并與本地/遠(yuǎn)程轉(zhuǎn)換開關(guān)(SBX2)連鎖。
專利摘要本實(shí)用新型的名稱為恒流節(jié)能進(jìn)相器。屬于進(jìn)相器技術(shù)領(lǐng)域。主要是提高電機(jī)，功率因數(shù)、減小定子電流并保證負(fù)載能力。它的主要特征是在進(jìn)相接觸器A與輔助電源變壓器之間設(shè)有恒流輸出控制電路；在進(jìn)退相控制電路中連接有兩個(gè)并聯(lián)的常閉按鈕，在退相按鈕上并聯(lián)一個(gè)常開按鈕，在進(jìn)相按鈕上串聯(lián)一個(gè)常閉按鈕，在進(jìn)退相接觸器的一個(gè)常開觸點(diǎn)兩端并聯(lián)串接的遠(yuǎn)程進(jìn)相按鈕和遠(yuǎn)程退相按鈕；還包括輔控微處理器，其輸入端分別連接本地/遠(yuǎn)程轉(zhuǎn)換和恒流控制設(shè)定電路、實(shí)際電流反饋電路，輸出端與恒流輸出控制電路的控制端相連。本實(shí)用新型具有提高電機(jī)功率因數(shù)、降低定子電流、提高負(fù)載能力的特點(diǎn)，可廣泛適用于冶金、水泥、煤炭、水利水電、化工、造紙等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)H02P25/16GK201113899SQ20072008742
公開日2008年9月10日 申請(qǐng)日期2007年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月28日
發(fā)明者明 張, 李萬軍 申請(qǐng)人:襄樊金恒電氣有限公司