CN201369697Y

CN201369697Y - 采用电容器启动大型异步电动机的装置

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Publication number: CN201369697Y
Application number: CNU2009200319914U
Authority: CN
Inventors: 任海科
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-02-24
Filing date: 2009-02-24
Publication date: 2009-12-23
Anticipated expiration: 2019-02-24

Abstract

本实用新型涉及一种采用电容器启动大型异步电动机的装置，包括三相电路以及并联在三相电路的主电容器，该大型异步电动机三相电路中还包括次电容器，次电容器并联在异步电动机的三相电路中；主电容器、次电容器以及三相电路共同组成大型异步电动机的一次回路。本实用新型提供了一种可使异步电动机的功率因数显著提高、节省电能、不污染电源、生产成本低廉、运行安全可靠、启动时间缩短，延长电动机使用寿命的采用电容器启动大型异步电动机的装置。

Description

采用电容器启动大型异步电动机的装置

技术领域

本实用新型涉及一种采用电容器启动大型异步电动机的装置。

背景技术

在电力系统的负荷组成中，异步电动机的负荷占80％以上，而异步电动机由于结构的原因，其设计功率因数只有0.8。在异步电动机转子静止的条件下(即开始启动瞬间)，其功率因数低达0.1，如此低的功率因数将使异步电动机和其负载比在高功率因数下加速时需要更大的电流，一般是额定电流的6～7倍。大型异步电动机的启动电流，可使厂内配电系统的电压降低，使带有欠压跳闸控制回路的机械设备停运，使高强度的照明装置(如汞弧灯，金属卥化物灯或高压钠灯等)熄灭，给正常的生产生活带来极大的安全隐患。

众所周知，电动机的转矩大小与电压的平方成正比，电压降低反过来又使电动机转矩减小。在某些情况下转矩将小得不足以使电动机和其驱动载荷达到应有的转数，也就是异步电动机不能启动进行正常工作。同时大型异步电动机启动时的冲击电流将给电力系统带来众多麻烦，它使电压摇摆不定，影响对其它用户的供电质量。为了限制大型电动机启动时的冲击电流，目前常用的方法是采用电阻器，星三角转换，电抗器或自耦变压器以及近年来使用的软启动等方式来限制启动冲击电流。但是这些限制大型异步电动机启动时冲击电流的方法，只是在启动时起作用，而在大型异步电动机启动后不再起作用。特别是软启动经常改变用电的频率，影响对其它用户的供电质量，干扰精密仪器的正常使用。

根据《Plant Engineering》，1979，Vol 33，No8，P592～263；P97～100资料中所公开的技术信息，可以采用电容器可促使大型异步电动机的正常运转；日刊《电气计算》1980，No16，P39～43中所公开的技术资料中有关电容器补偿大型异步电动机的方法。根据上述两项公开的技术信息将电容器和电动机一起并联在电动机的三相电路中，通过电容器补偿后，将电动机可以启动。但启动后容易发生过补偿产生无功倒流给电力系统带来种种麻烦。

实用新型内容

为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种可使异步电动机的功率因数显着提高、节省电能、不污染电源、生产成本低廉、运行安全可靠、启动时间缩短，延长电动机使用寿命的采用电容器启动大型异步电动机的装置。

本实用新型的技术解决方案是：本实用新型提供了一种采用电容器启动大型异步电动机的装置，其特殊之处在于：所述大型异步电动机的三相电路中还包括次电容器，所述次电容器并联在异步电动机的三相电路中；所述主电容器、次电容器以及三相电路共同组成大型异步电动机的一次回路。

上述大型异步电动机还包括可控制一次回路的二次回路，所述二次回路并联在异步电动机的三相电路中。

上述二次回路包括熔断器、启动按钮、第一时间继电器、第二时间继电器、中间继电器、第一交流接触器、第二交流接触器以及热耦继电器；所述第一时间继电器和第二时间继电器并联后一端接入b，另一端通过中间继电器的常开触点接入a；所述第一交流接触器的一端通过第一时间继电器的常开触点接入c，另一端通过热耦继电器的常闭触点接入b；所述第二交流接触器一端接入b，另一端通过第二时间继电器的常闭触点接入c；所述中间继电器的一端接入b，另一端接入c；所述启动按钮的一端和第二交流接触器常开触点的一端共同接入a，另一端共同接入c；所述a和b通过熔断器并联在异步电动机的三相电路中。

上述二次回路还包括电源指示灯、启动灯以及运行灯；所述电源指示灯通过第一交流接触器的常闭触点并联于a；所述启动灯通过中间继电器的常开触点并联于a；所述运行灯通过中间继电器的常闭触点以及第一交流接触器的常开触点并联于a。

上述主电容器与次电容器的总容量是异步电动机容量的70-80％。

上述主电容器和次电容器的容量之比是2∶1。

本实用新型的优点是：

1、可使电动机功率因数显着提高。本实用新型采用电容器并联在异步电动机的电路中，能够把异步电动机启动和无功就地补偿有机地结合在一起，能将异步电动机的功率因数提高到0.97以上。

2、节省电能。本实用新型由于采用电容器补偿而使异步电动机的额定电流下降20％左右，由于电能损耗同电流的平方成正比，因此就能使配电线路节电5％以上，节电效果明显。

3、生产成本低廉。本实用新型仅是采用电容器启动异步电动机，价格低廉。并且为了使异步电动机正常工作，在异步电动机运行时，采用次电容器切掉部分补偿，不会因为过补偿而引起无功倒流。

4、运行安全可靠。本实用新型并不改变电的频率，不污染电源，不会影响对其它用户的供电质量，运行安全可靠。

5、启动时间缩短，延长电动机使用寿命。本实用新型由于采用次电容器与主电容器一起工作，提高异步电动机的端电压，因启动力矩铜电压的平方成正比，可使异步电动机启动时间缩短3～4秒；同时由于启动时间的减少，可有效的减少机械磨损，延长异步电动机的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型启动大型异步电动机的电路原理示意图。

具体实施方式。

参见图1，本实用新型提供了一种采用电容器启动大型异步电动机的装置，包括三相电路以及并联在三相电路的主电容器1，该大型异步电动机的三相电路中还包括次电容器3，次电容器3并联在异步电动机2的三相电路中；主电容器1、次电容器3以及三相电路共同组成大型异步电动机2的一次回路。该大型异步电动机2还包括可控制一次回路的二次回路，二次回路并联在异步电动机2的三相电路中。

二次回路包括熔断器FU、启动按钮SB2、第一时间继电器KT1、第二时间继电器KT2、中间继电器KA、第一交流接触器QM1、第二交流接触器QM2以及热耦继电器KH；第一时间继电器KT1和第二时间继电器KT2并联后一端接入b，另一端通过中间继电器KA的常开触点接入a；第一交流接触器QM1的一端通过第一时间继电器KT1的常开触点接入c，另一端通过热耦继电器KH的常闭触点接入b；第二交流接触器QM2一端接入b，另一端通过第二时间继电器KT2的常闭触点接入c；中间继电器KA的一端接入b，另一端接入c；启动按钮SB2的一端和第二交流接触器QM2常开触点的一端共同接入a，另一端共同接入c；a和b通过熔断器FU并联在异步电动机2的三相电路中。除此之外，本实用新型为了更方便使用，在所提供的二次回路还包括电源指示灯、启动灯以及运行灯；电源指示灯通过第一交流接触器QM1的常闭触点并联于a；启动灯通过中间继电器KA的常开触点并联于a；运行灯通过中间继电器KA的常闭触点以及第一交流接触器QM1的常开触点并联于a。

本实用新型的发明人长期从事电力系统工作所积累的经验，可以得出电容器配备的原则是：按照异步电动机2容量的70-80％配备电容器。并且主电容器1和次电容器3的容量之比是2∶1。

电容器启动大型异步电动机2电路图和控制原理如下：

当三相异步电动机2需要启动时，合上空气开关QF，此时主回路第一交流接触器QM1、第二交流接触器QM2上接点(静触头)及二次回路均带电，电源指示灯亮，按下启动按钮启动按钮SB2，控制电源由L1经空气开关QF、熔断器FU、停止第一按钮SB1、启动启动按钮SB2后分两路：

一路经第二时间继电器延时打开触点KT2、第二交流接触器线圈QM2、熔断器FU、空气开关QF、回到电源L3，第二交流接触器QM2吸合并自锁；

另一路经中间继电器线圈KA、熔断器FU、空气开关QF、回到电源L3，中间继电器KA吸合并自锁。KA常开触点闭合，第一时间继电器KT1以及第二时间继电器KT2线圈带电吸合。

第二交流接触器QM2吸合后，启动次电容器3投入运行，充电0.5～2s后，第一时间继电器KT1延时时间后，KT1触点延时闭合，第一交流接触器QM1线圈带电吸合并自锁，三相异步电动开始启动。

二次回路中第一交流接触器QM1常闭触点断开，电源指示灯灭。中间继电器KA常开触点闭合，启动指示灯亮。

启动8～12s，第二时间继电器KT2延时时间后，KT2触点延时打开，第二交流接触器线圈QM2断电释放，QM2常开触点断开，启动次电容器3退出运行。中间继电器线圈KA断电释放，KA常开触点断开，第一时间继电器KT1，第二时间继电器KT2线圈断电释放。二次回路中的信号指示是：中间继电器KA常闭触点恢复闭合，运行指示灯亮，中间继电器KA常开触点断开，启动指示灯灭，三相异步电动机2启动完毕。也就是说，本实用新型在工作时，首先由次电容器3进行工作，待充电完成后，与主电容器1一起工作，对大型异步电动机2进行启动，在电动机2启动后，可将次电容器3利用第二时间继电器KT2的时间滞后功能切除，使得电动机2正常运转。

本实用新型所提供次电容器3在启动完成后，由二次回路将其切除，避免了在正常运行时因为补偿过大而引起的种种弊端。其切除步骤是在二次回路中加第二时间继电器KT2，该第二时间继电器KT2的时间可以设定为8～12秒，在运转达到额定转数后自动切除，而没有切除的主电容器1则与异步电动机2一起运行。切除电容器的控制设备，6～10kv的高压电容器采用真空断路器；0.4kv以下的低压电容器采用与电容器容量相匹配的交流继电器。

举例说明如下：假如异步电动机2的容量是240kw，功率因数0.8，无功功率＝240×0.6/0.8＝180kva.r，额定电流＝240/(1.732×0.4×0.8)＝443A，配备电容器＝240×2/3＝180kva.r。在启动达到额定转数后切除容量＝180×1/3＝60kva.r，余下2/3电容器120kva.r，在正常运转时无功功率为60kva.r。功率因数为0.97。额定电流＝240/(1.732×0.4×0.97)＝357A，电流下降86A，电流下降率19.4％。

Claims

1、一种采用电容器启动大型异步电动机的装置，包括三相电路以及并联在三相电路的主电容器，其特征在于：所述大型异步电动机三相电路中还包括次电容器，所述次电容器并联在异步电动机的三相电路中；所述主电容器、次电容器以及三相电路共同组成大型异步电动机的一次回路。

2、根据权利要求1所述的采用电容器启动大型异步电动机的装置，其特征在于：所述大型异步电动机还包括可控制一次回路的二次回路，所述二次回路并联在异步电动机的三相电路中。

3、根据权利要求2所述的采用电容器启动大型异步电动机的装置，其特征在于：所述二次回路包括熔断器、启动按钮、第一时间继电器、第二时间继电器、中间继电器、第一交流接触器、第二交流接触器以及热耦继电器；所述第一时间继电器和第二时间继电器并联后一端接入b，另一端通过中间继电器的常开触点接入a；所述第一交流接触器的一端通过第一时间继电器的常开触点接入c，另一端通过热耦继电器的常闭触点接入b；所述第二交流接触器一端接入b，另一端通过第二时间继电器的常闭触点接入c；所述中间继电器的一端接入b，另一端接入c；所述启动按钮的一端和第二交流接触器常开触点的一端共同接入a，另一端共同接入c；所述a和b通过熔断器并联在异步电动机的三相电路中。

4、根据权利要求3所述的采用电容器启动大型异步电动机的装置，其特征在于：所述二次回路还包括电源指示灯、启动灯以及运行灯；所述电源指示灯通过第一交流接触器的常闭触点并联于a；所述启动灯通过中间继电器的常开触点并联于a；所述运行灯通过中间继电器的常闭触点以及第一交流接触器的常开触点并联于a。

5、根据权利要求1或2或3或4所述的采用电容器启动大型异步电动机的装置，其特征在于：所述主电容器与次电容器的总容量是异步电动机容量的70-80％。

6、根据权利要求5所述的采用电容器启动大型异步电动机的装置，其特征在于：所述主电容器和次电容器的容量之比是2∶1。