[实用新型]一种带锁相功能的变频软启动一体机

说明书

技术领域

本实用新型应用涉及一种电力拖动设备，具体涉及一种带锁相功能的变频软启动一体机。

背景技术

随着我国煤炭生产自动化程度的不断提高，企业对生产的安全性日益重视。井下一体机正是迎合这种需求而发明的新型设备，其使用和安装的简便性，工作的安全性和额定工作状态下的高效性均符合实际井下电机的工作需求。国内目前矿用调速系统也不断向一体化推进。

传统的拖动系统由变频器、PLC、中间继电器、真空接触器和电机构成，电机从开始启动到运行停止，变频器一直处于工作状态。为满足井下防爆的要求，往往需要较大的防爆箱，和变频一体机相比其体积较大，而且由于变频器和电机间的连线较长，会产生电压降，同时变频器输出的PWM电压会对周围空间产生电磁干扰。除此以外，长期不间断的运行需要变频器长期无故障发生，对变频器的可靠性要求很高。根据市场反映，井下一些实际的工作场合要求电机长时间运行于额定状态，而且并不对电机的动态性能作过多要求，此状态下电网上的标准正弦电相对于变频器的输出PWM电压反而更接近正弦，含有更少的谐波，而且电压副值和额定电压相同，能够使电机运行于更高效的状态下。

发明内容

为了解决上述现有技术和设备存在的问题，本新型实用专利的目的在于提供一种带锁相功能的变频软启动一体机，该一体机能够在启动过程中利用变频器完成软启动，达到额定运行状态后，变频器对电网电压进行锁相，然后完成电机电源从变频器到工频电网的切换，减少供电线的长度，减小电磁干扰。

为了实现上述功能，本专利采用如下技术方案：

一种带锁相功能的变频软启动一体机，包括变频器、PLC、中间继电器组、真空接触器和电机；所述中间继电器组分为和PLC输入端口相连的输入中间继电器组以及和PLC输出端口相连的输出中间继电器组；所述真空接触器有三个，分别为第一真空接触器KM1、第二真空接触器KM2和第三真空接触器KM3，第三真空接触器KM3连接工频电网和电机；所述变频器输入端通过第一真空接触器KM1和工频电网相连接，输出端通过第二真空接触器KM2和电机相连接；变频器的控制输入端通过输出中间继电器组和PLC相连，状态输出端通过输入中间继电器组和PLC相连，通信端直接和PLC的通信端口相连；所述PLC通过输入中间继电器组连接变频器的状态输出端和真空接触器的状态输出，通过输出中间继电器组连接到真空接触器的控制端、变频器的控制端和状态指示灯；其余部分输入端直接连接外部的输入开关，部分输出端接输出指示灯。

本实用新型变频软启动一体机，启动过程采用变频器供电，启动完成后，变频器先对电网进行锁相，然后供电电源自动由变频器切换至工频电网。

和现有技术相比较，本发明具备如下优点：

1、电机在启动时运行于变频器控制下的软启动状态，达到额定工作状态时切换工频电源供电。相较于用变频器控制的拖动系统，此系统稳态时，可自动切换为电机直接由工频电网供电的状态，避免了因变频器故障而引发的系统故障。相较于一般的软启动系统，此系统的软启动是由变频器完成，启动性能更好，启动速率和启动时间均可控。

2、启动过程中变频器的软启动功能使得启动性能满足相关国标要求；变频器的锁相功能使得电源切换过程中对电机的冲击和电网的干扰降至最小。

3、对于长期运行于额定频率和电压下的电机，由于本实用新型产品电源切换的特点，避免了输入电压中的高次谐波对电机的长期影响，提高了电机的运行效率，电机的温升会下降，而且电机绝缘强度的老化问题也会减弱很多。由此变相的提高了电机的使用寿命。

本实用新型应用将拖动系统中用到的变频器、PLC、中间继电器、真空接触器和电机集成于一体，大大减少了使用者在安装时遇到的各类困难和安全问题，降低使用难度，节约成本，减少了逆变器输出线对周围环境的电磁干扰。以外，当电机通过变频器启动达到工频时，系统将自动追踪电网相位，待锁相完成时，自动切换电机的供电来源为电网供电。使得切换过程对电网和电机的冲击更小，电源切换后电机能够工作于更高效的状态。

附图说明

图1是本实用新型变频软启一体机的统结构示意图。

图2是本实用新型变频软启一体机的主回路接线。

图3是变频器单元的接线图。

图4是PLC控制回路的接线图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型应用做进一步详细说明。

如图1所示，本专利所述变频软启一体机由变频器、PLC、真空接触器、中间继电器组和电机五部分组成。