[发明专利]交流电动机的起动方法及设备

说明书

本发明涉及交流电动机的起动方法及设备。

全压起动处于停机状态没有反电动势的鼠笼式三相感应电动机时，起动电流大，若电源容量小电源电压就下降，这样可能会对电动机本身或电源系统产生不良的影响，而且还可能使电动机在顶峰状态下加有大的机构负荷时起动不起来，例如压缩机通常是在高压状态下停车的。迄今提出的起动大容量鼠笼式三相感应电动机的方法有好多种。下面是这类现行起动方法的一些例子。

1．电动机的星形/三角形起动法：将电动机原来的三角形接法改接成星形接法，在起动电流下降之后再恢复到三角形接法。

2．电抗器起动法：用可控硅等控制导通角，将导通角从小导通角逐步增加到全导通角。

然而，上述方法原来就具有下列不便之处。具体地说，第一种方法就需要将电动机各相绕组两端引出电动机外，还要配备接线切换用的切换开关，并将引出的各绕组端彼此连接起来。因此，不但成本提高而且还需要有大的安装空间。此外，这种方法究局限于三角形连接的电动机。第二种方法根据连接的方法分别需要电抗器和短路开关，其固有的问题与第一种方法相同。第三种方法是在交流电源电压各周期的预定相角下控制象可控硅之类的半导体器件的触发过程，因而需要相当高级的触发控制装置，从而使成本提高。

除上述方法外，现行方法还有例如电阻起动法和闭路转接自耦变压器起动法，前者用电阻代替了电抗器，后者采用带抽头的自耦变压器。然而，这些方法从电动机的角度看，加上去的电压降低了，而且起动转矩不足，这与负荷有关，从而可能导致无法起动。

选择这类起动方法时，必须充分考虑下列问题：

a)防止起动时电压下降对外部设备产生不良的影响；

b)防止电压加上去时的波动对电动机和与电动机连接的负荷装置产生不良的影响；

c)确保电动机相对于负荷力矩的转矩；

d)电动机和起动设备的耐用性；

e)限制设备成本。

因此，本发明的主要目的是提供一种能在低成本的基础上软起动而无需大的安装空间的交流电动机起动的方法及设备。

为达到上述目的，按照本发明的一个方面，本发明起动交流电动机的方法包括以下两个步骤：在起动交流电动机时以正半波或负半波为单位以导通时间和截止时间重复交替的方式给处在停机状态的交流电动机加上全值电压，其中导通时间取整数倍；在起动过程中随着时间的消逝逐步增加导通时间和其与截止时间之和的比值，增加的幅度基本上从某值的几分之一到“1”。

导通时间与其后的截止时间之和可以设置成不变，导通时间与其和截止时间之和的比值还可控制得成其基本上与时间成正比地增加。

每个周期的导通时间与其和截止时间之和的比值可以随时间的推移按指数函数变化。

每个周期的截止时间可以使其基本上维持不变，导通时间还可以控制得使其随时间的推移逐渐增加。

每个周期的导通时间可以使其基本上维持不变，每个周期的截止时间还可以控制得使其随着时间的推移逐减小。

按照本发明的另一个方面，本发明的交流电动机起动设备包括：一个可控硅，串联连接在交流电源与所述交流电动机之间；一个起动时间设定机构，供设定交流电动机的起动时间；一个起动方式设定机构，供设定起动时实际将电压加到交流电动机上时的方式；和一个可控硅控制机构，供起动交流电动机用，方法是根据起动时间设定机构和起动方式设定机构的设定内容以正半波或负半波为单位以整数倍导通时间和截止时间重复交替的方式给处于停机状态的电动机提供交流电源的全值电压，并在起动过程中控制可控硅，从而使导通时间与其和截止时间之和的比值随着时间的推移逐渐增加，增加的幅度基本上从某值的几分之一到1。

根据本发明，可以用低成本提供一种能使交流电动机软起动又无需大的安装空间的起动方法和起动设备。

图1示出了本发明交流电动机起动设备的主电路接线图和控制电路的方框图。

图2是说明图1中起动方式的曲线图。

图3是按本发明起动时工作效率时间转移的第一实例的时间图。

图4是按本发明起动时工作效率时间转移的第二实例的时间图。

图5是按本发明起动时工作效率时间转移的第三实例的时间图。