專利名稱：自耦變壓器計(jì)算容量較小的電動(dòng)機(jī)復(fù)合起動(dòng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種自耦變壓器計(jì)算容量較小的電動(dòng)機(jī)復(fù)合起動(dòng)器，屬低壓異步籠形轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)裝置。
異步電動(dòng)機(jī)的全壓起動(dòng)電流，可達(dá)額定電流的4～7倍，為減輕對(duì)供電網(wǎng)絡(luò)造成端電壓波動(dòng)，實(shí)際中往往根據(jù)兼顧既減小起動(dòng)電流，又能保證有足夠起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的原則，選擇適當(dāng)?shù)碾妷?，?duì)電動(dòng)機(jī)減壓起動(dòng)。籠形轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)常用的起動(dòng)設(shè)備有星——三角(以下稱為Y－△)起動(dòng)器和自耦減壓起動(dòng)器。電動(dòng)機(jī)在配用Y－△起動(dòng)器時(shí)，所得到的起動(dòng)電壓不能大于全壓的 倍，故更為常用的是自耦減壓起動(dòng)器。自耦減壓起動(dòng)器內(nèi)有一自耦變壓器，起動(dòng)電壓即由此變壓器的副邊供給，副邊電壓與電動(dòng)機(jī)所需的起動(dòng)電壓為同一數(shù)值，通常的自耦減壓起動(dòng)器(例如QJ3、XJ01系列)的工作方式均是如此。這樣的工作方式，使得自耦減壓起動(dòng)器存在以下弊病，即當(dāng)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電壓選擇為較低值時(shí)，自耦變壓器原、副邊的電壓差值較大，電功率以電磁感應(yīng)的方式由原邊傳遞到副邊的分量較大，因而此變壓器需設(shè)計(jì)有較大的計(jì)算容量值方能正常工作，其經(jīng)濟(jì)性較差。在用電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的許多實(shí)例中，起動(dòng)電壓的選擇往往在0.6～0.7倍額定電壓的范圍內(nèi)取值，如此，減壓起動(dòng)器中自耦變壓器所需的計(jì)算容量占其額定容量的比例，則有0.3～0.4倍之多。此原因造成了副邊電壓在這一范圍的現(xiàn)有自耦減壓起動(dòng)器的體積、重量都較大，造價(jià)也高。
基于上述原因，本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)定子繞組設(shè)計(jì)為△接運(yùn)行，且起動(dòng)電壓選擇為較低值的籠形轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)設(shè)備，提供一種自耦變壓器計(jì)算容量較小，因而體積、重量較小的復(fù)合減壓起動(dòng)器。
本復(fù)合起動(dòng)器的工作方式主要是在起動(dòng)時(shí)，將設(shè)計(jì)為△接運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)定子繞組暫時(shí)改為Y接，并由一自耦變壓器將電源電壓升高，供給連成Y接的定子繞組，使每相定子繞組上的實(shí)際電壓符合起動(dòng)電壓的要求。
從上述可見， 本復(fù)合起動(dòng)器采取了既改變定子繞組的接法，又使用了自耦變壓器變壓的方式來(lái)對(duì)電動(dòng)機(jī)作減壓起動(dòng)，其優(yōu)點(diǎn)是與通常的Y－△起動(dòng)器相比，由于使用了升壓變壓器，電動(dòng)機(jī)所得到的實(shí)際起動(dòng)電壓可突破 倍額定電壓的局限，滿足了起動(dòng)的需要。與通常的自耦減壓起動(dòng)器相比，由于起動(dòng)時(shí)改變了定子繞組的接法，使自耦變壓器可工作在原、副邊電壓差值較小的區(qū)間，因而其所需的計(jì)算容量較小，能夠節(jié)省變壓器的用料。
關(guān)于本復(fù)合起動(dòng)器所用的升壓自耦變壓器，在電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電壓選擇為較低值時(shí)，能比通常自耦減壓起動(dòng)器所用的降壓自耦變壓器減小計(jì)算容量，及減少材料耗用量的依據(jù)，以下將結(jié)合附圖敘述。
附

圖1A和附圖1B分別為通常的自耦減壓起動(dòng)器，本實(shí)用新型自耦變壓器計(jì)算容量較小的電動(dòng)機(jī)復(fù)合起動(dòng)器起動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)的電路圖(圖中各線路的連接，是起動(dòng)狀態(tài)時(shí)的情況，各有關(guān)開關(guān)或觸頭未畫出)。
為便于對(duì)比分析，現(xiàn)設(shè)圖1A、圖1B中的電動(dòng)機(jī)Da、Db的功率相同，其所選擇的起動(dòng)電壓也相同，即每相定子繞組的起動(dòng)電壓均要求為額定電壓的K倍(K＜1)。因電動(dòng)機(jī)的功率及起動(dòng)電壓相同，自耦變壓器BQa、BQb的額定容量自然也相同，設(shè)均為Ps。
圖1A可見，通常的自耦減壓起動(dòng)器的工作方式是在起動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)Da的定子繞組的接法不改變，由自耦變壓器BQa將電源電壓(即額定電壓)U1降為Ua2，供給Da的繞組作起動(dòng)，因起動(dòng)電壓要求為KU1，Ua2亦應(yīng)為KU1，如此，BQa的計(jì)算容量則為Pja＝ (U1- Ua2)/(U1) Ps將Ua2＝KU1代入，得Pja＝ (U1- KU1)/(U1) Ps＝(1－K)Ps從圖1B可見，本復(fù)合減壓起動(dòng)器的工作方式是在起動(dòng)時(shí)，將電動(dòng)機(jī)Db的定子繞組暫時(shí)連成Y接，并由自耦變壓器BQb將電源電壓U1升高至Ub2，供給連成Y接的Db定子繞組作起動(dòng)，因起動(dòng)電要求為KU1，則Ub2應(yīng)為3]]>KU1，BQb的計(jì)算容量則為
Pjb＝ (Ub2- U1)/(Ub2) Ps將Ub2＝3]]>KU1代入，得 分析上述BQa、BQb的計(jì)算容量Pja、Pjb，可見Pja與K值成反比Pjb與K值成正比，二者之比為PjaPjb=1-K1-33K]]>由上式可看出當(dāng)K 時(shí)，Pja＜Pjb；當(dāng)K＜ 時(shí)Pja＞Pjb。從此可證明，當(dāng)起動(dòng)電壓選擇為小于 U1(即小于0.76U1時(shí)，本起動(dòng)器所用的自耦變壓器與通常自耦減壓起動(dòng)器所用的自耦變壓器相比，其計(jì)算容量可以減小，起動(dòng)電壓選擇得越低，減小的程度越大。
現(xiàn)以實(shí)際中應(yīng)用較多的電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電壓選擇為0.65U1(即K＝0.65)的情況為例，將BQa、BQb的計(jì)算容量及材料用量對(duì)比分析如下計(jì)算容量與鐵芯截面積BQa的計(jì)算容量Pja＝(1－K)PS＝(1－0.65)Ps＝0.35PsBQb的計(jì)算容量 二者比較Pjb＝0.32Pja根據(jù)三相自耦變壓器鐵芯截面的實(shí)用經(jīng)驗(yàn)公式S＝32 可得BQa、BQb的鐵芯截面積Sa、Sb分別為Sa=32Pja3Sb=32Pjb3]]>二者比較Sb≈0.6Sa
上述計(jì)算表明當(dāng)K為0.65時(shí)，BQb的計(jì)算容量與鐵芯面積分別為BQa的32％和60％。
按此計(jì)算結(jié)果，并根據(jù)公知的計(jì)算公式，可得出BQa與BQb每相繞組各部分匝數(shù)、電流等參數(shù)的比值如下繞組總匝數(shù)Wb2＝1.88Wa1(Wb2大于Wa1的原因有Ub2＞U1，Sb＜Sa)繞組公共部分匝數(shù)Wb1＝2.57Wa2繞組串聯(lián)部分匝數(shù)(Wb2－Wb1)＝0.6(Wa1－Wa2)副邊電流Ib2＝0.577Ia2原邊電流Ib1＝Ia1繞組公共部分電流Ib＝0.173Ia每匝繞組的平均周長(zhǎng)Lb＝0.78La按以上各參數(shù)的比值，取相同的導(dǎo)線電流密度，估算得BQb的繞組導(dǎo)線用量約為BQa的42％。
附圖2為本實(shí)用新型自耦變壓器計(jì)算容量較小的電動(dòng)機(jī)復(fù)合減壓起動(dòng)器，用交流接觸器操作的實(shí)施例的一次回路電路圖。
附圖2所示實(shí)施例的工作過(guò)程如下起動(dòng)時(shí)，接觸器的主觸頭1C、2C、3C閉合，電動(dòng)機(jī)Db的定子繞組從末端D4、D5、D6連成Y接，由自耦變壓器BQb供給高于電源的電壓作減壓起動(dòng)。起動(dòng)過(guò)程完畢后，1C、2C、3C斷開，4C、5C閉合，Db繞組的首端D1、D2、D3分別與末端D5、D6、D4連成△接，電動(dòng)機(jī)作全壓運(yùn)行。如在運(yùn)行過(guò)程中，電動(dòng)機(jī)較長(zhǎng)時(shí)間處于空載或輕載狀態(tài)，可通過(guò)操作，使5C斷開，3C閉合，將電動(dòng)機(jī)改為較節(jié)電的Y接運(yùn)行。各接觸器的容量選擇，根據(jù)電動(dòng)機(jī)的功率而定。因BQb中性點(diǎn)的電流Ib很小，可酌情將2C選用較小的容量等級(jí)，或用1C的輔助觸頭代替，為減小通過(guò)4C的電流，可將5C分別與D1、D2、D3連接的一端，改為與4C的電源端連接，如此，4C通過(guò)的只是相電流，容量可減小。各接觸器線圈及控制主令開關(guān)的連接方式(即起動(dòng)器的二次回路接線)，以保證上述主觸頭的動(dòng)作程序?yàn)樵瓌t，圖中未畫出，不另贅述。
如起動(dòng)器采用手動(dòng)方式操作，將接觸器1C、2C、3C、4C、5C用相同動(dòng)作程序的手動(dòng)觸頭代替即可。形式可參照油浸式手動(dòng)自耦減壓起動(dòng)器的觸頭，但需增加觸頭的數(shù)量。
綜上所述，本復(fù)合減壓起動(dòng)器具有如下優(yōu)點(diǎn)當(dāng)起動(dòng)電壓選擇為較低數(shù)值時(shí)，與通常的自耦減壓起動(dòng)器相比，能降低自耦變壓器的體積、重量、造價(jià)。并便于在電動(dòng)處于空載或輕載時(shí)，改為較節(jié)電的Y接運(yùn)行。
權(quán)利要求1.一種自耦變壓器計(jì)算容量較小的電動(dòng)機(jī)復(fù)合起動(dòng)器，其特征在于由自耦變壓器BQb及操作開關(guān)組成，操作開關(guān)可以是接觸器觸頭，也可以是手動(dòng)觸頭，操作開關(guān)3C、5C可將電動(dòng)機(jī)Db的定子繞組分別連成Y接或△接，1C、2C和4C可分別將BQb投入或脫離工作狀態(tài)，減壓起動(dòng)時(shí)，由BQb將電源電壓U1升高為Ub2，供給暫時(shí)連成Y接的電動(dòng)機(jī)Db的定子繞組作起動(dòng)，如Db的起動(dòng)電壓要求為KU1，則BQb的副邊線電壓應(yīng)為Ub2=3]]>KUK值的適用范圍為13<K<33]]>
專利摘要一種自耦變壓器計(jì)算容量較小的電動(dòng)機(jī)復(fù)合起動(dòng)器，適用于定子繞組設(shè)計(jì)為△接運(yùn)行、且起動(dòng)電壓選擇為60％～70％范圍的籠形轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)。由升壓自耦變壓器BQb及數(shù)個(gè)操作開關(guān)組成。起動(dòng)時(shí)，操作開關(guān)將電動(dòng)機(jī)Db的定子連成Y接，由BQb的副邊供給起動(dòng)線電壓U
文檔編號(hào)H02P1/28GK2097473SQ90202370
公開日1992年2月26日 申請(qǐng)日期1990年3月4日 優(yōu)先權(quán)日1990年3月4日
發(fā)明者黃為民 申請(qǐng)人:黃為民