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一种提高三相异步交流电动机功率因数的控制装置

阅读：333发布：2024-02-18

专利汇可以提供一种提高三相异步交流电动机功率因数的控制装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种提高三相异步交流电动机功率因数的控制装置，通过向正常运转的三相异步交流电动机的转子注入直流电流进行励磁，并通过改变励磁电流来改变转矩及电动机的定子功率因数，在过流时自动恢复至异步运行状态，并且具有运行状态指示，控制功能完善，使用非常方便，适用于最大负荷转矩不超过额定值的90%的大、中型绕线式三相异步交流电动机，它包括第一起动接触器、第二起动接触器、异步起动按钮、同步起动按钮、同步接触器、异步运行恢复按钮、电流互感器、电流继电器、中间继电器、异步信号灯、同步信号灯、起动变阻器和直流励磁电路。，下面是一种提高三相异步交流电动机功率因数的控制装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种提高三相异步交流电动机功率因数的控制装置，其特征在于：包括第一起动接触器（KM1）、第二起动接触器（KM2）、异步起动按钮（SB1）、同步起动按钮（SB2）、同步接触器（KM3）、异步运行恢复按钮（SB4）、电流互感器（TA）、电流继电器（KA）、中间继电器（K）、异步信号灯（KD1）、同步信号灯（KD2）、起动变阻器(R)和直流励磁电路，所述第一起动接触器（KM1）主常开接点（KM1a-c）分别串接在三相交流电源（L1,L2，L3）输入端，第二起动接触器（KM2）主常开接点(KM2a-c)分别串接在起动变阻器(R)与转子线圈的引出端之间，直流励磁电路的输出端通过同步接触器（KM3）主常开接点(KM3a-c)分别连接转子线圈的引出端，直流励磁电路输入连接在三相交流电源（L1，L2，L3）输入端，电流互感器（TA）安装在异步电动机的三相交流电源（L1，L2，L3）输入线并且连接电流继电器（KA），电流继电器（KA）一常开接点串接在中间继电器（K）线圈的电源回路，异步起动按钮（SB1）串接在第一起动接触器（KM1）线圈的电源回路，同步起动按钮（SB2）是一常闭开关和一常开开关的双开关联动结构，第二起动接触器（KM2）线圈的电源回路串接同步起动按钮（SB2）的常闭开关和同步接触器（KM3）一常闭接点，同步接触器（KM3）线圈的电源回路串接中间继电器（K）一常开接点、第二起动接触器（KM2）一常闭接点、异步运行恢复按钮（SB4）和同步起动按钮（SB2）的常开开关，异步信号灯串接第二起动接触器（KM2）一辅助常开接点，同步信号灯串接同步接触器（KM3）一辅助常开接点。
2.根据权利要求1所述一种提高三相异步交流电动机功率因数的控制装置，其特征在于：所述直流励磁电路包括整流变压器和半导体整流电路，所述整流变压器的输入连接三相交流电源（L1，L2，L3）输入端，所述半导体整流电路的输入端连接整流变压器输出端，半导体整流电路的输出通过同步接触器（KM3）主常开接点（KM3a-c）分别连接转子线圈引出端。
3.根据权利要求2所述一种提高三相异步交流电动机功率因数的控制装置，其特征在于：所述整流变压器是输出电压可调整流变压器。
4.根据权利要求1所述一种提高三相异步交流电动机功率因数的控制装置，其特征在于：所述直流励磁电路输入及第二起动接触器（KM2）线圈电源、同步接触器（KM3）线圈电源连接所述第一起动接触器（KM1）主常开接点（KM1a-c）的输出端，第一起动接触器（KM1）一辅助常开接点（KM1e）串接在第二起动接触器（KM2）线圈电源及同步接触器（KM3）线圈电源的总回路。

说明书全文

一种提高三相异步交流电动机功率因数的控制装置

技术领域

[0001] 本实用新型涉及异步电动机控制电路，尤其涉及一种用于提高绕线式三相异步交流电动机功率因数的控制装置。

背景技术

[0002] 当电网系统中的绕线式三相异步交流电动机采用现有常规三相异步交流电动机控制回路起动和运行时，由于绕线式三相异步交流电动机是感性负载，其定子呈现滞后的功率因数，电动机功率因数低势必造成系统中存在着大量的无功功率和无功电流，导致电网系统中的线路及供电变压器的损耗增大，同时也加大了电网系统中无功功率补偿设备的投入。公开日为2004年11月10日、公开号为CN2655501Y的专利文献公开了这样的技术方案，一种绕线式异步电动机功率因数补偿主电路，它包括变压器、投切开关和直流励磁单元电路，直流励磁单元电路输入端与变压器副边连接，输出端与投切开关的一端相连，投切开关的另一端与异步电动机的转子线圈的引出端连接，变压器的原边与低压电源连接，具有主电路简单、信号采集及控制方便等优点，能够实现轻负载下的功率因数补偿。该技术方案的不足之处是，在同步运行时，当电动机遇到过大转矩而失步或因励磁电流不足等原因引起定子电流迅速增大时，无法自动恢复至异步运行状态，甚至可能出现运行事故，而且电动机的运行状态切换不够方便、缺乏运行状态指示等，控制电路不够完善，使用不方便。发明内容

[0003] 本实用新型主要目的在于提供一种提高三相异步交流电动机功率因数的控制装置，通过向正常运转的三相异步交流电动机的转子注入直流电流进行励磁，将电动机的转子牵入同步转速，通过改变励磁电流来改变转矩及电动机的定子功率因数，当电动机遇到过大转矩而失步或因励磁电流不足等原因引起定子电流迅速增大时，自动恢复至异步运行状态，并且具有运行状态指示，运行状态切换方便。

[0004] 本实用新型针对现有技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的，一种提高三相异步交流电动机功率因数的控制装置，包括第一起动接触器、第二起动接触器、异步起动按钮、同步起动按钮、同步接触器、异步运行恢复按钮、电流互感器、电流继电器、中间继电器、异步信号灯、同步信号灯、起动变阻器和直流励磁电路，第一起动接触器主常开接点分别串接在三相交流电源输入端，第二起动接触器主常开接点分别串接在起动变阻器与转子线圈的引出端之间，直流励磁电路的输出端通过同步接触器主常开接点分别连接转子线圈的引出端，直流励磁电路输入连接在三相交流电源输入端，电流互感器安装在异步电动机的三相交流电源输入线并且连接电流继电器，电流继电器一常开接点串接在中间继电器线圈的电源回路，异步起动按钮串接在第一起动接触器线圈的电源回路，同步起动按钮是一常闭开关和一常开开关的双开关联动结构，第二起动接触器线圈的电源回路串接同步起动按钮的常闭开关和同步接触器一常闭接点，同步接触器线圈的电源回路串接中间继电器一常开接点、第二起动接触器一常闭接点、异步运行恢复按钮和同步起动按钮的常开开关，异步信号灯串接第二起动接触器一辅助常开接点，同步信号灯串接同步接触器一辅助常开接点。

[0005] 该技术方案，按下异步起动按钮使第一起动接触器及第二起动接触器吸合，异步电动机开始异步起动，逐渐切除起动电阻后，转速随之上升。当异步电动机转速上升到接近同步转速时，按下同步起动按钮使第二起动接触器断电，同步接触器吸合，异步电动机转子线圈接入直流励磁，将异步电动机牵入同步运行状态，通过调节直流励磁电路的输出来改变异步电动机的转子励磁电流，使异步电动机的定子变成电容性负载，达到自动提高电动机的功率因数并向电网提供无功功率的目的。已经处于同步运行的异步电动机，如欲恢复异步运行状态，可按下异步运行恢复按钮，则同步接触器断电，第二起动接触器吸合，异步电动机恢复为异步运行状态。已经处于同步运行的异步电动机，当遇到过大转矩而失步或因励磁电流不足等原因引起定子电流迅速增大时，电流继电器动作，接通中间继电器，从而断开同步接触器的常开接点，接通第二起动接触器，异步电动机自动恢复为异步运行状态。异步运行状态时异步信号灯点亮，同步运行时同步信号灯点亮。

[0006] 作为优选，直流励磁电路包括整流变压器和半导体整流电路，整流变压器的输入连接三相交流电源输入端，半导体整流电路的输入端连接整流变压器输出端，半导体整流电路的输出通过同步接触器主常开接点分别连接转子线圈引出端。

[0007] 作为优选，整流变压器是输出电压可调整流变压器。通过调节整流变压器输出的方式来改变异步电动机的转子励磁电流，使异步电动机的定子变成电容性负载，达到提高异步电动机功率因数的目的。

[0008] 作为优选，直流励磁电路输入及第二起动接触器线圈电源、同步接触器线圈电源连接第一起动接触器主常开接点的输出端，第一起动接触器一辅助常开接点串接在第二起动接触器线圈电源及同步接触器线圈电源的总回路。以增强控制电路的安全性和操作的安全性。

[0009] 本实用新型带来的有益效果是，通过向正常运转的三相异步交流电动机的转子注入直流电流进行励磁，将异步电动机的转子牵入同步转速，并通过改变励磁电流来改变转矩及电动机的定子功率因数，当电动机遇到过大转矩而失步或因励磁电流不足等原因引起定子电流迅速增大时，能够自动恢复至异步运行状态，并且可以依据需要随时在异步运行状态与同步运行状态之间进行手动切换，运行状态通过异步信号灯或同步信号灯进行显示；该装置控制功能完善，使用非常方便，适用于平均负荷转矩不超过额定值的80%，最大负荷转矩不超过额定值的90%的大、中型绕线式三相异步交流电动机。附图说明

[0010] 图1是本实用新型的一种电路原理图。

[0011] 图中：1是直流励磁电路，2是整流电路，3是异步电动机，KM1是第一起动接触器，KM2是第二起动接触器，KM3是同步接触器，SB1是异步起动按钮，SB2是同步起动按钮，SB3是停机按钮，SB4是异步运行恢复按钮，TA是电流互感器，KA是电流继电器，K是中间继电器，KD1是异步信号灯，KD2是同步信号灯，R是起动变阻器，TV是整流变压器，S1是第一限位开关，S2是第二限位开关，1QF是第一断路器，2QF是第二断路器。

具体实施方式

[0012] 下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体说明。

[0013] 实施例：如图1所示，本实用新型是一种提高三相异步交流电动机功率因数的控制装置。起动变阻器R的操作手柄上设置第一限位开关S1和第二限位开关S2；第一起动接触器KM1主常开接点KM1a-c分别串接在三相交流电源L1L2L3输入端，直流励磁电路1由输出电压可调的整流变压器TV和半导体整流电路2构成，直流励磁电路1的输入及第二起动接触器KM2线圈的电源、同步接触器KM3线圈的电源连接至主常开接点KM1a-c输出端；第二起动接触器KM2主常开接点KM2a-c分别串接在起动变阻器R与转子线圈的引出端之间，直流励磁电路1的输出端通过同步接触器KM3主常开接点KM3a-c分别连接转子线圈的引出端，直流励磁电路1的输入连接在主常开接点KM1a-c输出端，电流互感器TA安装在异步电动机3的三相交流电源L1L2L3引入线（其中一相）并且连接电流继电器KA，电流继电器KA常开接点KA-1串接在中间继电器K的线圈的电源回路，异步起动按钮SB1和第一限位开关S1串接在第一起动接触器KM1线圈的电源回路，同步起动按钮SB2采用一常闭开关和一常开开关的双开关联动结构，第二起动接触器KM2线圈的电源回路串接同步起动按钮SB2的常闭开关和同步接触器KM3常闭接点KM3d，同步接触器KM3线圈的电源回路串接中间继电器K的常开接点K-1、第二起动接触器KM2的常闭接点KM2d、异步运行恢复按钮SB4、同步起动按钮SB2的常开开关和第二限位开关S2，异步信号灯KD1串接第二起动接触器KM2辅助常开接点KM2e，同步信号灯KD2串接同步接触器KM3辅助常开接点KM3f。第一起动接触器KM1辅助常开接点KM1e串接在第二起动接触器KM2线圈电源及同步接触器KM3线圈电源的总回路。

[0014] 当合上断路器1QF、2QF，操作起动变阻器操作手柄上的限位开关S1和S2，在转子连接的起动变阻器R的电阻全值接入时，第一限位开关S1使动断接点接通，为异步电动机3的异步起动作准备；按下SB1使接触器KM1及KM2吸合，异步电动机3开始异步起动；逐渐切除起动电阻，转速随之上升；当三相中起动电阻等于0时，第二限位开关S2动作使动合接点接通，为接触器KM3通电作好准备；当异步电动机3转速上升到接近同步转速时，按下SB2使接触器KM2断电、KM3吸合，异步电动机3转子线圈接入直流励磁，异步电动机3牵入同步运行；通过调节整流变压器TV的输出来改变异步电动机3的转子励磁电流，使电动机的定子变成电容性负载，达到自动提高电动机的功率因数目的，并向电网提供无功功率。
已经处于同步运行的异步电动机3，如欲恢复异步运行，可按下SB4按钮，则接触器KM3断电，KM2吸合，异步电动机3恢复异步运行状态。已经处于同步运行的异步电动机3，当电动机遇到过大转矩而失步或因励磁电流不足等原因引起定子电流迅速增大时，电流继电器KA动作，接通中间继电器K，从而断开接触器KM3线圈电源，接触器KM3的常闭接点KM3d接通接触器KM2线圈电源，异步电动机3自动恢复至异步运行状态；异步信号灯KD1在异步运行状态时点亮，同步信号灯KD2在同步运行状态时点亮。

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