基于大功率異步電動機變頻及軟起動的控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于異步電動機技術(shù)改進，尤其涉及一種基于大功率異步電動機變頻及軟起動的控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前功率大于等于2000kW的6kV或1kV異步電動機根據(jù)工況變化，用變頻器控制節(jié)省電能有較好的經(jīng)濟效益。但變頻器是需要經(jīng)常維護的控制設(shè)備，且變頻器功率單元、熔斷器等是易耗品，在變頻器檢修維護時會影響異步電動機的正常運行。在變頻器檢修維護時需要考慮電機工頻運行，而2000kW及以上異步電動機直接起動會對電網(wǎng)造成較大的沖擊引起電壓波動，所以其需要進行軟起動。如何把變頻器控制和軟起動器控制可靠的結(jié)合起來是亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種基于大功率異步電動機變頻及軟起動的控制裝置，旨在解決上述的技術(shù)問題。
[0004]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種基于大功率異步電動機變頻及軟起動的控制裝置，所述控制裝置包括異步電動機饋電柜、變頻軟起選擇柜、變頻器柜、軟起動柜、異步電動機及封星柜，所述異步電動機饋電柜的輸出端通過電纜連接所述變頻軟起選擇柜的輸入端，所述變頻軟起選擇柜的輸出端通過電纜連接所述異步電動機的主接線盒，所述變頻軟起選擇柜通過電纜分別連接所述變頻器柜及軟起動柜，所述異步電動機的副接線盒通過電纜連接所述封星柜的輸入端。
[0005]本發(fā)明的進一步技術(shù)方案是:所述控制裝置還包括PLC控制系統(tǒng)，用于采集開關(guān)量信號和模擬量信號，發(fā)出指令控制異步電動機饋電柜、軟起動柜、變頻器柜的運行。
[0006]本發(fā)明的進一步技術(shù)方案是:所述異步電動機饋電柜內(nèi)設(shè)置有真空斷路器QF、第一電流互感器、避雷器、接地刀開關(guān)、第一微機綜合保護裝置，所述真空斷路器QF的輸出端連接所述第一電流互感器的輸入端，所述第一電流互感器的輸出端分別連接所述避雷器的一端、接地刀開關(guān)的一端，所述第一微機綜合保護裝置的輸入端分別連接所述真空斷路器QF的采樣端、第一電流互感器的采樣端及接地刀開關(guān)的采樣端，所述避雷器的另一端接地，所述接地刀開關(guān)的另一端接地。
[0007]本發(fā)明的進一步技術(shù)方案是:第一微機綜合保護裝置內(nèi)設(shè)有電流速斷保護單元、縱聯(lián)差動保護單元、反時限保護單元及單相接地保護單元。
[0008]本發(fā)明的進一步技術(shù)方案是:所述變頻軟起選擇柜內(nèi)設(shè)有隔離刀開關(guān)QS2、雙刀雙擲開關(guān)QS11、雙刀雙擲開關(guān)QS12，所述雙刀雙擲開關(guān)QSll的第2腳經(jīng)機械電氣聯(lián)鎖連接所述雙刀雙擲開關(guān)QS12的第2腳，所述雙刀雙擲開關(guān)QSll的第I腳連接所述異步電動機饋電柜的輸出端，所述雙刀雙擲開關(guān)QS12的第I腳連接所述異步電動機饋電柜的輸出端，所述雙刀雙擲開關(guān)QSll的第3腳連接所述軟啟動柜的輸入端，所述雙刀雙擲開關(guān)QS12的第3腳連接所述變頻器柜的輸入端，所述隔離刀開關(guān)QS2的一端連接所述變頻器柜的輸出端，所述隔離刀開關(guān)QS2的另一端連接所述異步電動機的主接線盒。
[0009]本發(fā)明的進一步技術(shù)方案是:所述軟起動柜內(nèi)設(shè)有主接觸器KM1、旁路接觸器KM2、軟起動器及隔離刀開關(guān)QSl，所述主接觸器KMl的一端連接所述雙刀雙擲開關(guān)QSll的第3腳，所述主接觸器KMl的另一端分別連接旁路接觸器KM2的一端及軟起動器的一端，所述旁路接觸器KM2的另一端與所述軟起動器的另一端分別連接所述隔離刀開關(guān)QSl的一端，所述隔離刀開關(guān)QSl的另一端連接所述異步電動機的主接線盒。
[0010]本發(fā)明的進一步技術(shù)方案是:所述變頻器柜內(nèi)設(shè)有變壓器、第二電流互感器、功率單元、控制裝置及第二微機綜合保護裝置，所述變壓器的輸入端連接所述隔離刀開關(guān)QS12的第3腳，所述變壓器的輸出端連接所述第二電流互感器的輸入端，所述第二電流互感器的輸出端連接所述功率單元的輸入端，所述功率單元的輸出端連接輸出母排的一端，所述輸出母排的另一端連接所述隔離刀開關(guān)QS2的一端，所述控制裝置的輸出端連接所述功率單元的控制端，所述第二微機綜合保護裝置的輸入端分別連接所述第二電流互感器的采樣端及變壓器高壓側(cè)的輸入端。
[0011]本發(fā)明的進一步技術(shù)方案是:所述第二微機綜合保護裝置內(nèi)設(shè)有過載保護單元、缺相保護單元、過壓保護單元、過熱保護單元及限流功能單元。
[0012]本發(fā)明的進一步技術(shù)方案是:所述封星柜內(nèi)設(shè)有第三電流互感器和避雷器，所述第三電流互感器的輸入端連接所述異步電動機的副接線盒，所述第三電流互感器的輸入端連接所述避雷器的輸入端，所述避雷器的輸出端接地。
[0013]本發(fā)明的進一步技術(shù)方案是:所述開關(guān)量信號包括雙刀雙擲開關(guān)QS11、雙刀雙擲開關(guān)QS12、隔離刀開關(guān)QS1、隔離刀開關(guān)QS2、真空斷路器QF的閉合、分斷信號；軟起動器自檢測無故障、運行、旁路、故障聯(lián)鎖跳閘信號；變頻器自檢測無故障、運行、故障聯(lián)鎖跳閘信號；模擬量信號包括異步電動機變頻運行電流、工頻運行電流及運行頻率；所述控制指令包括允許軟起動、軟起動、軟停機、軟起急停；允許變頻器運行、啟動變頻器、停止變頻器、變頻器急停、預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速給定、連續(xù)給定轉(zhuǎn)速；異步電動機饋電柜允許合閘、異步電動機饋電柜聯(lián)鎖跳閘。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:正常運行時采用變頻器控制功率大于等于2000kW的6kV或1kV異步電動機能夠節(jié)省電能；變頻器故障或檢修時采用用軟起動器起動異步電動機減小了電機起動電流對電網(wǎng)的沖擊，軟起完成后退出軟起動器工頻運行；兩種運行方式可自由選擇適應(yīng)不同情況，提高了異步電動機供電、控制的安全可靠性和靈活性。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明實施例提供的基于大功率異步電動機變頻及軟起動的控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2是本發(fā)明實施例提供的電動機饋電柜電氣控制原理圖。
【具體實施方式】
[0017]圖1示出了本發(fā)明提供的基于大功率異步電動機變頻及軟起動的控制裝置，所述控制裝置包括異步電動機饋電柜、變頻軟起選擇柜、變頻器柜、軟起動柜、異步電動機及封星柜，所述異步電動機饋電柜的輸出端通過電纜連接所述變頻軟起選擇柜的輸入端，所述變頻軟起選擇柜的輸出端通過電纜連接所述異步電動機的主接線盒，所述變頻軟起選擇柜通過電纜分別連接所述變頻器柜及軟起動柜，所述異步電動機的副接線盒通過電纜連接所述封星柜的輸入端。
[0018]所述控制裝置還包括PLC控制系統(tǒng)，用于采集開關(guān)量信號和模擬量信號，發(fā)出指令控制異步電動機饋電柜、軟起動柜、變頻器柜的運行。
[0019]所述異步電動機饋電柜內(nèi)設(shè)置有真空斷路器QF、第一電流互感器、避雷器、接地刀開關(guān)、第一微機綜合保護裝置，所述真空斷路器QF的輸出端連接所述第一電流互感器的輸入端，所述第一電流互感器的輸出端分別連接所述避雷器的一端、接地刀開關(guān)的一端，所述第一微機綜合保護裝置的輸入端分別連接所述真空斷路器QF的采樣端、第一電流互感器的采樣端及接地刀開關(guān)的采樣端，所述避雷器的另一端接地，所述接地刀開關(guān)的另一端接地。
[0020]第一微機綜合保護裝置內(nèi)設(shè)有電流速斷保護單元、縱聯(lián)差動保護單元、反時限保護單元及單相接地保護單元。
[0021]所述變頻軟起選擇柜內(nèi)設(shè)有隔離刀開關(guān)QS2、雙刀雙擲開關(guān)QS11、雙刀雙擲開關(guān)QS12，所述雙刀雙擲開關(guān)QSll的第2腳經(jīng)機械電氣聯(lián)鎖連接所述雙刀雙擲開關(guān)QS12的第2腳，所述雙刀雙擲開關(guān)QSll的第I腳連接所述異步電動機饋電柜的輸出端，所述雙刀雙擲開關(guān)QS12的第I腳連接所述異步電動機饋電柜的輸出端，所述雙刀雙擲開關(guān)QSll的第3腳連接所述軟啟動柜的輸入端，所述雙刀雙擲開關(guān)QS12的第3腳連接所述變頻器柜的輸入端，所述隔離刀開關(guān)QS2的一端連接所述變頻器柜的輸出端，所述隔離刀開關(guān)QS2的另一端連接所述異步電動機的主接線盒。
[0022]所述軟起動柜內(nèi)設(shè)有主接觸器KM1、旁路接觸器KM2、軟起動器及隔離刀開關(guān)QS1，所述主接觸器KMl的一端連接所述雙刀雙擲開關(guān)QSll的第3腳，所述主接觸器KMl的另一端分別連接旁路接觸器KM2的一端及軟起動器的一端，所述旁路接觸器KM2的另一端與所述軟起動器的另一端分別連接所述隔離刀開關(guān)QSl的一端，所述隔離刀開關(guān)QSl的另一端連接所述異步電動機的主接線盒。
[0023]所述變頻器柜內(nèi)設(shè)有變壓器、第二電流互感器、功率單元、控制裝置及第二微機綜合保護裝置，所述變壓器的輸入端連接所述隔離刀開關(guān)QS12的第3腳，所述變壓器的輸出端連接所述第二電流互感器的輸入端，所述第二電流互感器的輸出端連接所述功率單元的輸入端，所述功率單元的輸出端連接輸出母排的一端，所述輸出母排的另一端連接所述隔離刀開關(guān)QS2的一端，所述控制裝置的輸出端連接所述功率單元的控制端，所述第二微機綜合保護裝置的輸入端分別連接所述第二電流互感器的采樣端及變壓器高壓側(cè)的輸入端。
[0024]所述第二微機綜合保護裝置內(nèi)設(shè)有過載保護單元、缺相保護單元、過壓保護單元、過熱保護單元及限流功能單元。
[0025]所述封星柜內(nèi)設(shè)有第三電流互感器和避雷器，所述第三電流互感器的輸入端連接所述異步電動機的副接線盒，所述第三電流互感器的輸入端連接所述避雷器的輸入端，所述避雷器的輸出端接地。
[0026]所述開關(guān)量信號包括雙刀雙擲開關(guān)QS11、雙刀雙擲開關(guān)QS12、隔離刀開關(guān)QS1、隔離刀開關(guān)QS2、真空斷路器QF的閉合、分斷信號；軟起動器自檢測無故障、運行、旁路、故障聯(lián)鎖跳閘信號；變頻器自檢測無故障、運行、故障聯(lián)鎖跳閘信號；模擬量信號包括異步電動機變頻運行電流、工頻運行電流及運行頻率；所述控制指令包括允許軟起動、軟起動、軟停機、軟起急停；允許變頻器運行、啟動變頻器、停止變頻器、變頻器急停、預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速給定、連續(xù)給定轉(zhuǎn)速；異步電動機饋電柜允許合閘、異步電動機饋電柜聯(lián)鎖跳閘。
[0027]本控制技術(shù)在正常時采用變頻器控制功率大于等于2000kW的6kV或1kV異步電動機運行節(jié)省電能，在變頻器檢修維護時通過變頻軟起選擇柜切換到工頻運行，用軟起動器起動。軟起動柜也設(shè)置旁路接觸器，在軟起動完成后軟起動器退出，旁路接觸器閉合異步電動機工頻運行。本控制技術(shù)設(shè)置兩套保護裝置以適應(yīng)不同的運行方式，同時通過機械聯(lián)鎖、電氣聯(lián)鎖、PLC系統(tǒng)控制保證供電和控制的可靠性。
[0028]采用KYN28-12型戶內(nèi)金屬鎧裝移開式開關(guān)設(shè)備做異步電動機饋電柜，柜內(nèi)配置真空斷路器QF、電流互感器、避雷器、接地刀開關(guān)、微機綜合保護裝置(以下稱為微機綜保裝