一種用于高壓電機啟動的自動調(diào)節(jié)電抗器及其調(diào)節(jié)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于高壓電機啟動的自動調(diào)節(jié)電抗器及其調(diào)節(jié)方法，該自動調(diào)節(jié)電抗器在電動機啟動時感抗值隨時間線性減小，啟動過程中電抗器的感抗值隨時間下降，電動機的轉(zhuǎn)速和反電動勢隨時間變化而增大，而于電動機啟動完畢，該自動調(diào)節(jié)電抗器的感抗值變?yōu)榱?，通過本發(fā)明，實現(xiàn)了高壓大功率電動機的平穩(wěn)啟動，減少了啟動時間，消除了電抗器切除時對電力拖動系統(tǒng)的二次沖擊。
【專利說明】
一種用于高壓電機啟動的自動調(diào)節(jié)電抗器及其調(diào)節(jié)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種自動調(diào)節(jié)電抗器，特別是涉及一種用于高壓電機啟動的自動調(diào)節(jié)電抗器及其調(diào)節(jié)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電抗器也叫電感器，導(dǎo)線繞成螺線管形式，可分為空心式電抗器和鐵心式電抗器，在電力系統(tǒng)中用于限流、無功補償和濾波等作用，其感抗值一般不能自動調(diào)節(jié)。
[0003]高壓大功率電動機的啟動常常串接電抗器進行分壓限流，啟動完成后，電抗器切除，這樣避免了電動機全壓啟動時大電流和沖擊轉(zhuǎn)矩對電動機及其拖動系統(tǒng)和電網(wǎng)的損害。
[0004]然而，采用串入電抗器啟動高壓大功率電動機的過程中，電動機的反電動勢隨轉(zhuǎn)速的上升而增大，而電抗器的電抗值不能隨電動機轉(zhuǎn)速的升高而改變，因此隨著電動機轉(zhuǎn)速的上升，電流和轉(zhuǎn)矩下降，電動機的啟動時間變長。電動機完成啟動切除電抗器時，對電抗器和電動機會導(dǎo)致二次電氣沖擊。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明之目的在于提供一種用于高壓電機啟動的自動調(diào)節(jié)電抗器及其調(diào)節(jié)方法，以實現(xiàn)高壓大功率電動機的的平穩(wěn)啟動，減少啟動時間，消除電抗器切除時對電力拖動系統(tǒng)的二次沖擊。
[0006]為達上述及其它目的，本發(fā)明提出一種用于高壓電機啟動的自動調(diào)節(jié)電抗器，使該自動調(diào)節(jié)電抗器在電動機啟動時感抗值隨時間線性減小，啟動過程中電抗器的感抗值隨時間下降，電動機的轉(zhuǎn)速和反電動勢隨時間變化而增大，而于電動機啟動完畢，該自動調(diào)節(jié)電抗器的感抗值變?yōu)榱恪?br>[0007]進一步地，該自動調(diào)節(jié)電抗器的單相電抗器包括卷簧(1)、旋轉(zhuǎn)手柄(2)、圓環(huán)狀螺線管(3)、滑動金屬觸頭(4)、導(dǎo)桿(5)，所述旋轉(zhuǎn)手柄(2)的軸心與所述導(dǎo)桿(5)的一端相連，所述導(dǎo)桿(5)的另一端連接所述卷簧(I)的外粧(7)和所述滑動金屬觸頭(4)，所述卷簧(I)的內(nèi)粧8和所述圓環(huán)狀螺線管(3)固定不動，所述旋轉(zhuǎn)手柄(2)能夠帶動所述卷簧(I)的外粧
[7]、導(dǎo)桿(5)和滑動金屬觸頭(4)轉(zhuǎn)動。
[0008]進一步地，所述滑動金屬觸頭(4)同時與導(dǎo)線相連接，導(dǎo)線的另一端作為該自動調(diào)節(jié)電抗器的接線端，該接線端與電動機的接線端相連。
[0009]進一步地，所述圓環(huán)狀螺線管(3)的一端作為所述自動調(diào)節(jié)電抗器的另外一個接線端，該接線端與電源相連。
[0010]進一步地，所述圓環(huán)狀螺線管(3)由金屬絲環(huán)繞環(huán)形鐵心(9)構(gòu)成。
[0011]進一步地，所述自動調(diào)節(jié)電抗器的各單相電抗器通過三聯(lián)動軸(6)相連。
[0012]進一步地，所述三聯(lián)動軸(6)通過單相電抗器的卷簧(I)的內(nèi)粧(8)相連。
[0013]進一步地，所述滑動金屬觸頭(4)與所述圓環(huán)狀螺線管(3)之間良好電氣接觸。
[0014]進一步地，當(dāng)旋轉(zhuǎn)所述旋轉(zhuǎn)手柄(2)時所述導(dǎo)桿(5)帶動卷簧(I)的外粧(7)和滑動金屬觸頭(4)轉(zhuǎn)至合適位置，電抗器產(chǎn)生一定的感抗，隨后三聯(lián)動軸(6)、旋轉(zhuǎn)手柄(2)、導(dǎo)桿
(5)以及與導(dǎo)桿(5)相連的滑動金屬觸頭(4)在卷簧產(chǎn)生的反作用力矩作用下慢慢返回初始位置，在此期間電抗器的感抗值隨時間線性減小。
[0015]為達到上述目的，本發(fā)明還提供一種用于高壓電機啟動的自動調(diào)節(jié)電抗器的調(diào)節(jié)方法，包括如下步驟:
[0016]于電動機啟動時將電抗器串入繞組回路，隨著時間的變化，電動機轉(zhuǎn)速升高，電抗器的感抗值下降，以保證電動機連續(xù)輸出足夠的啟動轉(zhuǎn)矩；
[0017]于電動機啟動完畢，電抗器的感抗值變?yōu)榱?，順利切除電抗器?br>[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明一種用于高壓電機啟動的自動調(diào)節(jié)電抗器及其調(diào)節(jié)方法通過采用可變電抗器及卷簧，使可變電抗器的輸出感抗值連續(xù)且隨時間線性可調(diào)，滿足高壓大功率電動機的恒流快速啟動要求，也消除了電動機啟動完畢電抗器切除時對電力拖動系統(tǒng)的損害，實現(xiàn)了無損柔性切除。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明一種用于高壓電機啟動的自動調(diào)節(jié)電抗器的單相電抗器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為本發(fā)明較佳實施例中卷簧、旋轉(zhuǎn)手柄、導(dǎo)桿和滑動金屬觸頭的連接示意圖；[0021 ]圖3為本發(fā)明較佳實施例中三相電抗器的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4為本發(fā)明一種用于高壓電機啟動的自動調(diào)節(jié)電抗器的調(diào)節(jié)方法的步驟流程圖。
【具體實施方式】
[0023]以下通過特定的具體實例并結(jié)合【附圖說明】本發(fā)明的實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭示的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其它優(yōu)點與功效。本發(fā)明亦可通過其它不同的具體實例加以施行或應(yīng)用，本說明書中的各項細節(jié)亦可基于不同觀點與應(yīng)用，在不背離本發(fā)明的精神下進行各種修飾與變更。
[0024]圖1為本發(fā)明一種用于高壓電機啟動的自動調(diào)節(jié)電抗器的單相電抗器的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為本發(fā)明較佳實施例中卷簧、旋轉(zhuǎn)手柄、導(dǎo)桿和滑動金屬觸頭的連接示意圖，圖3為本發(fā)明較佳實施例中三相電抗器的整體結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1、圖2、圖3所示，本發(fā)明一種用于高壓電機啟動的自動調(diào)節(jié)電抗器，其各單相電抗器通過三聯(lián)動軸6相連，共用卷簧1、旋轉(zhuǎn)手柄2，每個單相電抗器包括圓環(huán)狀螺線管3、滑動金屬觸頭4、導(dǎo)桿5、環(huán)形鐵心9。
[0025]其中，旋轉(zhuǎn)手柄2的軸心與導(dǎo)桿5的一端相連，導(dǎo)桿5的另一端連接卷簧I的外粧7和滑動金屬觸頭4;卷簧I的內(nèi)粧8和圓環(huán)狀螺線管3固定不動，旋轉(zhuǎn)手柄2能夠帶動卷簧I的外粧7、導(dǎo)桿5和滑動金屬觸頭4轉(zhuǎn)動;滑動金屬觸頭4與圓環(huán)狀螺線管3之間良好電氣接觸，圓環(huán)狀螺線管3由金屬絲環(huán)繞環(huán)形鐵心9構(gòu)成;滑動金屬觸頭4同時與導(dǎo)線相連接，導(dǎo)線的另一端作為自動調(diào)節(jié)電抗器的接線端，該接線端可以與電動機的接線端相連;圓環(huán)狀螺線管3的一端作為自動調(diào)節(jié)電抗器的另外一個接線端，該接線端與電源相連。各單相電抗器通過三聯(lián)動軸6相連，較佳的，三聯(lián)動軸6同時與卷簧I的內(nèi)粧8相連，即三相電抗器電氣上是對稱的，共用一個調(diào)節(jié)手柄和卷簧，機械動作通過三聯(lián)動軸6實現(xiàn)聯(lián)動。使用時旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)手柄2后，卷簧I產(chǎn)生反作用力矩帶動三聯(lián)動軸6、旋轉(zhuǎn)手柄2、導(dǎo)桿5以及與導(dǎo)桿5相連的滑動金屬觸頭4轉(zhuǎn)動，自動調(diào)節(jié)電抗器的感抗值隨時間就會線性減小或增大(增大時卷簧I反方向安裝，電動機啟動時應(yīng)使感抗值隨時間線性減小)。
[0026]本發(fā)明工作原理如下:當(dāng)旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)手柄2時導(dǎo)桿5帶動卷簧I外粧7和滑動金屬觸頭4轉(zhuǎn)至合適位置，電抗器產(chǎn)生一定的感抗，隨后三聯(lián)動軸6、旋轉(zhuǎn)手柄2、導(dǎo)桿5以及與導(dǎo)桿5相連的滑動金屬觸頭4在卷簧I產(chǎn)生的反作用力矩作用下慢慢返回初始位置，在此期間電抗器的感抗值隨時間線性減小。
[0027]圖4為本發(fā)明一種用于高壓電機啟動的自動調(diào)節(jié)電抗器的調(diào)節(jié)方法的步驟流程圖。如圖4所示，本發(fā)明一種用于高壓電機啟動的自動調(diào)節(jié)電抗器的調(diào)節(jié)方法，包括如下步驟:
[0028]步驟401，于電動機啟動時將電抗器串入繞組回路，隨著時間的變化，電動機轉(zhuǎn)速升高，電抗器的感抗值下降，以保證電動機連續(xù)輸出足夠的啟動轉(zhuǎn)矩。本步驟在電動機啟動時采用感抗值隨時間線性減小的自動調(diào)節(jié)電抗器，啟動過程中電抗器的感抗值隨時間下降，電動機的轉(zhuǎn)速和反電動勢隨時間變化而增大，通過合理設(shè)計可以使電動機的啟動電流和啟動轉(zhuǎn)矩不隨時間變化，因此電動機可以快速啟動。
[0029]步驟402，于電動機啟動完畢，電抗器的感抗值變?yōu)榱?，順利切除電抗器。?dāng)電動機啟動完畢，金屬滑動觸頭回到初始位置，電抗器的感抗值變?yōu)榱?，也沒有電流流過電抗器，可實現(xiàn)電抗器的柔性切除，不會對電力拖動系統(tǒng)造成損害。
[0030]綜上所述，本發(fā)明一種用于高壓電機啟動的自動調(diào)節(jié)電抗器及其調(diào)節(jié)方法通過采用可變電抗器及卷簧，使可變電抗器的輸出感抗值連續(xù)且隨時間線性可調(diào)，滿足高壓大功率電動機的恒流快速啟動要求，也消除了電動機啟動完畢電抗器切除時對電力拖動系統(tǒng)的損害，實現(xiàn)了無損柔性切除。
[0031]上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員均可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾與改變。因此，本發(fā)明的權(quán)利保護范圍，應(yīng)如權(quán)利要求書所列。
【主權(quán)項】
1.一種用于高壓電機啟動的自動調(diào)節(jié)電抗器，其特征在于:使該自動調(diào)節(jié)電抗器在電動機啟動時感抗值隨時間線性減小，啟動過程中電抗器的感抗值隨時間下降，電動機的轉(zhuǎn)速和反電動勢隨時間變化而增大，而于電動機啟動完畢，該自動調(diào)節(jié)電抗器的感抗值變?yōu)榱恪?.如權(quán)利要求1所述的一種用于高壓電機啟動的自動調(diào)節(jié)電抗器，其特征在于:該自動調(diào)節(jié)電抗器的單相電抗器包括卷簧(I)、旋轉(zhuǎn)手柄(2)、圓環(huán)狀螺線管(3)、滑動金屬觸頭(4)、導(dǎo)桿(5)，所述旋轉(zhuǎn)手柄(2)的軸心與所述導(dǎo)桿(5)的一端相連，所述導(dǎo)桿(5)的另一端連接所述卷簧(I)的外粧(7)和所述滑動金屬觸頭(4)，所述卷簧(I)的內(nèi)粧(8)和所述圓環(huán)狀螺線管(3)固定不動，所述旋轉(zhuǎn)手柄(2)能夠帶動所述卷簧(I)的外粧(7)、導(dǎo)桿(5)和滑動金屬觸頭(4)轉(zhuǎn)動。3.如權(quán)利要求2所述的一種用于高壓電機啟動的自動調(diào)節(jié)電抗器，其特征在于:所述滑動金屬觸頭(4)同時與導(dǎo)線相連接，導(dǎo)線的另一端作為該自動調(diào)節(jié)電抗器的接線端，該接線端與電動機的接線端相連。4.如權(quán)利要求3所述的一種用于高壓電機啟動的自動調(diào)節(jié)電抗器，其特征在于:所述圓環(huán)狀螺線管(3)的一端作為所述自動調(diào)節(jié)電抗器的另外一個接線端，該接線端與電源相連。5.如權(quán)利要求4所述的一種用于高壓電機啟動的自動調(diào)節(jié)電抗器，其特征在于:所述圓環(huán)狀螺線管(3)由金屬絲環(huán)繞環(huán)形鐵心(9)構(gòu)成。6.如權(quán)利要求4所述的一種用于高壓電機啟動的自動調(diào)節(jié)電抗器，其特征在于:所述自動調(diào)節(jié)電抗器的各單相電抗器通過三聯(lián)動軸(6)相連。7.如權(quán)利要求6所述的一種用于高壓電機啟動的自動調(diào)節(jié)電抗器，其特征在于:所述三聯(lián)動軸(6)通過單相電抗器的卷簧(I)的內(nèi)粧(8)相連。8.如權(quán)利要求7所述的一種用于高壓電機啟動的自動調(diào)節(jié)電抗器，其特征在于:所述滑動金屬觸頭(4)與所述圓環(huán)狀螺線管(3)之間良好電氣接觸。9.如權(quán)利要求8所述的一種用于高壓電機啟動的自動調(diào)節(jié)電抗器，其特征在于:當(dāng)旋轉(zhuǎn)所述旋轉(zhuǎn)手柄(2)時所述導(dǎo)桿(5)帶動卷簧(I)的外粧(7)和滑動金屬觸頭(4)轉(zhuǎn)至合適位置，電抗器產(chǎn)生一定的感抗，隨后三聯(lián)動軸(6)、旋轉(zhuǎn)手柄(2)、導(dǎo)桿(5)以及與導(dǎo)桿(5)相連的滑動金屬觸頭(4)在卷簧產(chǎn)生的反作用力矩作用下慢慢返回初始位置，在此期間電抗器的感抗值隨時間線性減小。10.—種用于高壓電機啟動的自動調(diào)節(jié)電抗器的調(diào)節(jié)方法，包括如下步驟: 于電動機啟動時將電抗器回路串入繞組，隨著時間的變化，電動機轉(zhuǎn)速升高，電抗器的感抗值下降，以保證電動機連續(xù)輸出足夠的啟動轉(zhuǎn)矩； 于電動機啟動完畢，電抗器的感抗值變?yōu)榱?，順利切除電抗器?br>【文檔編號】H02P13/00GK105897096SQ201610415822
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年6月14日
【發(fā)明人】王愛元, 李軼華, 王明星
【申請人】上海電機學(xué)院