一种移磁调压软起动及定位装置
阅读说明：本技术 一种移磁调压软起动及定位装置 (Moving magnet voltage regulating soft starting and positioning device ) 是由 谢波 刘洪安 孙翀 王肖肖 谢耀平 贺玉平 汪耀 于 2021-07-13 设计创作，主要内容包括：一种移磁调压软起动及定位装置,包括移磁调压装置、控制系统、活动控制系统和调压定位装置,所述移磁调压装置为多个空芯线圈组成的一组多相线圈,所述空芯线圈中均设置有轨道,与空芯线圈位置相对应的铁芯柱置放在每个空芯线圈中的轨道上,铁芯柱沿轨道在空芯线圈内移动；所述调压定位装置包括行程开关托盘、限位顶杆、限位开关；所述限位顶杆固定在铁芯柱上,随着铁芯柱的移动一起变换位置；所述限位开关与极位开关安装于行程开关托盘上；所述控制系统和活动控制系统、调压定位装置、移磁调压装置通信连接。本发明主要用于高压电动机的软起动,软停机；通过调压定位装置实现线圈阻值自适应调整,结构完整,操作简单。(A magnetism-moving and voltage-regulating soft starting and positioning device comprises a magnetism-moving and voltage-regulating device, a control system, an activity control system and a voltage-regulating positioning device, wherein the magnetism-moving and voltage-regulating device is a group of multi-phase coils consisting of a plurality of hollow coils, each hollow coil is provided with a track, an iron core column corresponding to the position of the hollow coil is placed on the track in each hollow coil, and the iron core column moves in the hollow coil along the track; the pressure regulating positioning device comprises a travel switch tray, a limiting ejector rod and a limiting switch; the limiting ejector rod is fixed on the iron core column and changes positions along with the movement of the iron core column; the limit switch and the pole position switch are arranged on the travel switch tray; the control system is in communication connection with the activity control system, the pressure regulating and positioning device and the magnetism-shifting and pressure regulating device. The invention is mainly used for soft start and soft stop of the high-voltage motor; the self-adaptive adjustment of the coil resistance value is realized through the pressure regulating positioning device, the structure is complete, and the operation is simple.)
技术领域
本发明涉及一种移磁调压软起动，尤其涉及于该软起动的定位装置，属于电动机拖动控制技术领域。
背景技术
目前，一般采用电抗器作为大功率高压电动机的起动设备，虽然结构简单， 但由于起动过程中电抗值固定不变，起动特性较硬，易产生二次冲击，选配不当时还会造成起动不成功的现象。
国内6-10kV高压电机软起动产品技术与国际先进水平尚有差距，目前国内主要的几种高压软起动设备与其存在缺陷主要表现在以下几个方面：高压变频软起动：价格特别昂贵，高次谐波的含量大，对电机和电网的伤害大，而且高压变频技术还处于发展阶段，其可靠性还很差，国内大功率电机起动都被进口变频垄断；高压液阻软起动：使用受地理位置和环境温度等限制，重复性差维护困难，安全性能差；压晶闸管软起动：谐波污染大，均压均流技术复杂，成本高，价格昂贵，风险大，由于串并联大量的晶闸管，所以故障点多，维修复杂，检修很频繁，受电机容量限制。
以上设备均存在调节范围不大，制造工艺复杂，软起效果不明显，无法实现全自动调压调速控制，且输出电压不稳定，以及保护功能不齐等缺陷。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，利用自感线圈的磁场强度相关技术，提供一种可以保障系统的安全稳定，具有软起动、软停机的一种移磁调压软起动及定位装置。
本发明的技术解决方案是：一种移磁调压软起动及定位装置，包括移磁调压装置、控制系统、活动控制系统和调压定位装置，所述移磁调压装置为多个空芯线圈组成的一组多相线圈，所述空芯线圈中均设置有轨道，与空芯线圈位置相对应的铁芯柱置放在每个空芯线圈中的轨道上，铁芯柱沿轨道在空芯线圈内移动；所述调压定位装置包括行程开关托盘、限位顶杆、限位开关；所述限位顶杆固定在铁芯柱上，随着铁芯柱的移动一起变换位置；所述限位开关与极位开关安装于行程开关托盘上；所述控制系统和活动控制系统、调压定位装置、移磁调压装置均通信连接。
优选的，所述限位开关包括末限位开关和初限位开关，所述末限位开关和初限位开关均设有两组支座，所述支座上方设有转向摆臂，连接转向摆臂与支座的销轴；所述转向摆臂相互平行，所述支座底部的固定在行程开关托盘的水平面上，转向摆臂超出支座的平面处于悬空状态。转向摆臂和支座可以为一体铸造而成，加工和装配更简单；整体结构紧凑简便，便于加工生产。
优选的，所述限位顶杆用于触碰限位开关的面为两级的阶梯面，所述阶梯面的运动轨迹平行且相互错开，两级阶梯分别与第一限位开关和第二限位开关相对设置，两个阶梯面的距离等于第一限位开关和第二限位开关的前后距离差。
优选的，所述摆臂支座自由端设有和所述限位顶杆相配合的触动件。
优选的，所述触动件为O型垫圈， 使其接触平滑，有缓冲作用，延长各零部件的寿命。
优选的，所述调压定位装置还包括极位开关，所述极位开关包括末端极位开关和初端极位开关，所述初端极位开关设于铁芯柱初始位置，末端极位开关设于铁芯柱末位。
优选的，所述活动控制系统包括丝母，所述丝母固定在铁芯柱尾部，与丝母连接的丝杆通过两头的轴承座设置在支架上，传动机构与固定在支架上的拖动电机连接，拖动电机带动传动机构，传动机构驱动铁芯柱在空芯线圈内移动。控制系统接收主电路起动电流的信息反馈，指令拖动电机正、反运转，控制丝杆与丝母，丝母带动铁芯柱在轨道上往返移动，使铁芯柱在线圈中改变位置，而改变线圈磁场中磁介质的导磁率，则可改变线圈磁场强度，使线圈的电感（阻抗）值改变。根据串联电路的分压原理，可使电动机的起动电压得到平稳改变，达到电动机的软起动效果，反之可达到电动机软停机较果。
本发明的有益效果：
1.调压定位装置结合控制系统，可以根据起动电流大小有效精准的定位铁芯柱的位置。从而控制起动主电机的起动电流大小。
2.限位开关包括末限位开关和初限位开关，且末限位开关和初限位开关均设有一前一后的两组支座和转向摆臂，限位顶杆用于触碰限位开关的面为相对应的两级的阶梯面，只要有一个限位开关工作，即可完成设备的控制，两个限位开关的可靠性优于一个开关，即使有一个开关失效，另一个也会及时地起到开关作用，不会造成超程损毁设备的情况发生。
3.在末限位开关和初限位开关两侧设有极位开关，当控制系统出现故障，限位顶杆顶撞极位开关时，极位开关动作，直接断开拖动电机控制电源，确保设备安全。
附图说明
图1是本发明电气原理示意图；
图2是本发明调压定位装置示意图；
图3是本发明初限位示意图；
图4是本发明末限位示意图；
图中：1、三相空芯线圈，2、铁芯柱，3、传动机构，4、轨道，5、拖动电机 ，6、控制系统，7、电流互感器，8、高压隔离开关，9、运行真空接触器，10、起动真空接触器，11、行程开关托盘，12、限位顶杆，13、支架，14、丝母，15、第一末限位开关 ，16、末限位开关，17、第一初限位开关，18、第二初限位开关，19、初端极位开关，20、末端极位开关。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
参照图1~图3：一种移磁调压软起动及定位装置，包括高压隔离开关8、起动真空接触器10、运行真空接触器9、电流互感器7、移磁调压装置、控制系统和调压定位装置、活动控制系统。移磁调压装置为三个空芯线圈组成的一组三相空芯线圈1，三相空芯线圈1中均设置有轨道4，与三相空芯线圈1位置相对应的铁芯柱2置放在每个空芯线圈中的轨道4上，铁芯柱沿轨道4在空芯线圈内移动。
在本实施例中，所述活动控制系统包括丝母14，所述丝母14固定在铁芯柱2尾部，与丝母14连接的丝杆通过两头的轴承座设置在支架13上，传动机构与固定在支架13上的拖动电机连接，拖动电机带动传动机构，传动机构驱动铁芯柱在空芯线圈内移动。
在本实施例中，所述调压定位装置包括行程开关托盘、限位顶杆、限位开关；所述限位开关与极位开关安装于行程开关托盘上，限位开关包括末限位开关和初限位开关；末限位开关包括第一末限位开关15、第二末限位开关16、第一初限位开关17、第二初限位开关18；所述第一末限位开关15、第二末限位开关16、第一初限位开关17、第二初限位开关18均设有支座，所述支座上方设有转向摆臂，连接转向摆臂与支座的销轴；所述转向摆臂相互平行，所述支座底部的固定在行程开关托盘的水平面上，转向摆臂超出支座的平面处于悬空状态。摆臂支座自由端设有和所述限位顶杆相配合的O型垫圈作为触动件。
在本实施例中，所述限位顶杆用于触碰限位开关的面为两级的阶梯面，所述阶梯面的运动轨迹平行且相互错开，两级阶梯分别与第一末限位开关15、第二末限位开关16的转向摆臂对应设置，两个阶梯面的距离等于第一末限位开关15、第二末限位开关16的前后距离差。本实施例中，两个阶梯面一前一后，分别对应于第一末限位开关15、第二末限位开关16，所以第一末限位开关15、第二末限位开关16会同时分别触碰到限位顶杆的两个阶梯面，因为第一末限位开关15、第二末限位开关16同时控制设备，只要有一个限位开关工作，即可完成设备的控制，这样两个限位开关的可靠性肯定会优于一个开关，即使有一个开关失效，另一个也会及时地起到开关作用，不会造成超程损毁设备的情况发生。
如图2所示，为本发明初限位状态，限位顶杆12顶撞第一初限位开关17、第二初限位开关18，第一初限位开关17、第二初限位开关18动作，控制系统6接到信号，在主电机起动时，拖动电机5只能使铁芯柱2往末限位运转。
如图3所示，为本发明末限位状态，限位顶杆12顶撞第一末限位开关15、第二末限位开关16，第一末限位开关15、第二末限位开关16动作，控制系统6接到信号，使得拖动电机5停止运转，并且在运行真空接触器9合闸后，拖动电机5只能使铁芯柱2往初限位运转。
在本实施例中，所述调压定位装置还包括极位开关，所述极位开关包括初端极位开关19，末端极位开关20，所述初端极位开关19设于铁芯柱初始位置，末端极位开关20设于铁芯柱末位。正常情况下限位顶杆12顶撞是无法顶撞初端极位开关19，末端极位开关20。只有当控制系统6存在故障，初端极位开关19，末端极位开关20动作，直接断开拖动电机5控制电源，确保设备安全。
本发明的工作过程说明：先将三相空芯线圈1装置于支架13上，在每个空芯线圈1中装置一条轨道4，轨道4一段装置在线圈中，一段伸出线圈外，铁芯柱2装置在每个空芯线圈中的轨道4上，铁芯柱2的尾部为一体，铁芯柱2尾部固定有丝母14，与丝母连接的丝杆通过两头的轴承座设置在支架13上，丝杆后部的传动机构3与固定在支架13上的拖动电机5连接。控制系统6接收主电路起动电流的信息反馈，发出指令，控制拖动电机5的正反转，通过连接在拖动电机上传动机构3带动铁芯柱2在线圈中的轨道4上往返移动，而改变铁芯柱2在线圈中的位置。由于铁芯柱2在线圈中改变了位置，则改变了线圈磁砀中磁介质的导磁率，而改变了线圈感抗（阻抗）值，达到了起动电压可调的软起动效果。
接通AC380V低压控制电源，控制系统6开始工作，指令拖动电机5带动传动机构3将铁芯柱2自动运行至全部插入线圈中，即初限位状态，按下起动按钮，高压隔离开关8与起动真空接触器10同时合闸，此时，线圈电感（阻抗）值最大，分压60%左右，（可设计分压75%）。起动电流在电动机额定电流的0.7～0.9倍之间（若有需要，可设计起动电流为电机额定电流的0.4倍）。电流互感器7取样电流供给控制系统6发出指令，拖动电机5带动传动机构3开始运转，铁芯柱2缓慢向外移动，三相空芯线圈1电感值慢慢减少，电动机起动电压平稳增加，铁芯柱2移到终点位时，完全离开三相空芯线圈1，此时线圈电感（阻抗）值最小，分压在5%以下，即电动机的起动工作电压可达95%以上。可根据电动机所拖动设备的轻重和电网的承受能力，整定最大起动电流值。将起动电流控制在整定的起动电流最大值以下，直到起动完成，电动机达到正常转速时，运行真空接触器9自动合上，起动成功，正常运转。起动真空接触器10分闸，三相空芯线圈1退出。同时铁芯柱往初限位置移动，为下次起动主电机做准备。
以上仅是本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有前述各种技术特征的组合和变型，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的前提下，对本发明的改进、变型、等同替换，或者将本发明的结构或方法用于其它领域以取得同样的效果，都属于本发明包括的保护范围。
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