电机软启动控制系统设计

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异步电动机软启动及节能运行控制研究设计

异步电动机软启动及节能运行控制研究设计

1 引言目前在工礦企業中使用著大量的交流非同步電動機(包括380V/660V低壓電動機和3KV/6KV中壓電動機),有相當多的三相非同步電動機及其拖動系統還處於非經濟運行的狀態,白白地浪費了大量的電能。

究其原因,大致是由以下幾種情況造成的:①由於大部分電機採用直接起動方式,除了可能對電網及拖動系統造成衝擊和引發事故之外,超出正常8~10倍的起動電流會造成巨大的能量損耗;②在進行電動機容量選配時,往往片面追求大的安全餘量,且層層加碼,結果使電動機容量過大,造成“大馬拉小車”的現象,導致電動機偏離最佳工況點,運行效率和功率因數降低;③從電動機所拖動的生產機械自身的運行經濟性考慮,往往要求電力拖動系統具有變壓、變速調節能力,若用定速定壓拖動,勢必造成大量的額外電能損失。

電動機的非經濟運行情況,早已引起國家有關部門的重視,並分別於1990年和1995年制定和修定了強制性的國家標準:《三相非同步電動機經濟運行》(GB12497-1995)。

國家希望依此來規範三相非同步電動機的經濟運行,國標的發佈對低壓電動機的經濟運行起了很大的促進作用,但對中壓電動機則收效甚微。

其原因是:(1)中壓電動機一般容量較大,一旦發生故障,其影響也大,因此對節電措施可靠性的要求就更高;(2)中壓電動機節電措施受電力電子功率器件耐壓水準的限制,節電產品的開發在技術上難度更大一些。

到目前為止,國內尚無成型的中壓電動機軟起動和節電運行的產品面市。

我國“十五”期間節能計畫中關於“電動機系統節能計畫”指出:電動機是量大面廣的高耗能設備,我國電動機的總裝機容量已達4億kW,年耗電量達6000億kWh,約占工業耗電量的80%。

我國各類在役電機中,80%以上為0.55~200kW以下的中小型非同步電動機,其中相當於世界近代技術水準的JO2系列的電動機約占70%,相當於70年代末水準的Y系列電動機不足30%,具有80年代水準的YX系列高效電動機所占的比例則更是微乎其微。

三相异步电机的软启动及回路设计

三相异步电机的软启动及回路设计

三相异步电机的软启动及回路设计1. 引言1.1 三相异步电机的软启动三相异步电机的软启动是一种重要的电机启动方式。

传统的直接启动方法会带来较大的电流冲击和机械冲击,容易对电机和相关设备造成损坏。

而软启动则可以通过逐步增加电机的电压或频率,实现电机的平稳启动,减小启动时的电流冲击,保护设备和延长电机寿命。

软启动的原理是通过控制电压或频率逐步增加,使电机在启动过程中逐渐达到额定负载运行状态,避免了直接启动时的电流冲击。

软启动的设计方案可以根据具体的电机和负载特性进行调整,以达到最佳的启动效果和运行效率。

在进行回路设计时,需要考虑因素包括电路的稳定性、安全性、节能性以及成本等。

具体步骤包括确定电路拓扑结构、选择合适的元件和电路参数、进行电路布局和连接等。

在进行回路设计时,需要注意的事项包括避免电路中的短路和过载现象,确保元件的负载均衡,以及考虑到电路的散热、防护和维护等方面。

通过三相异步电机的软启动和回路设计,我们可以有效地提高电机的运行效率,保护设备,延长设备寿命,为工业生产和设备运行提供了重要保障。

【字数:240】1.2 回路设计回路设计是三相异步电机软启动过程中至关重要的一环。

一个合理的回路设计能够有效地保护电机和降低起动时的电流冲击,延长电机的使用寿命,并且提高整个系统的稳定性和效率。

在进行回路设计时,需要考虑多个因素,包括电路的安全性、稳定性、功率因数、电流限制等。

还需要根据实际情况进行具体的步骤,包括选择适当的元件和材料,进行合理的布线设计等。

在具体进行回路设计时,需要注意一些重要的事项,例如避免线路短路,确保接线正确,避免过载,保证接触良好等。

只有在严格遵守这些设计原则和注意事项的情况下,才能保证整个电机系统的安全可靠运行。

2. 正文2.1 软启动的原理和作用软启动是一种用来对电机进行缓慢启动的方法,其原理是通过逐步增加电机的电压和频率,从而减小电机启动时的冲击力和电流冲击。

这样可以有效地降低设备的启动过程中的机械应力和电气压力,延长设备的使用寿命,减小设备的维修成本。

模糊控制异步电动机软启动设计

模糊控制异步电动机软启动设计

摘要本设计主要是通过软件来控制异步电动机的启动过程,以8051单片机为控制核心,经整流后通过控制IGBT—PWM逆变器,利用模糊控制技术控制电机转速,实现电机的软启动过程。

设计中详细介绍电动机的启动过程和调速原理,以及模糊控制系统的原理,利用模糊原理中良好的鲁棒性能以及单片机和各个芯片的功能特点,并借鉴其他人的经验,建立模糊控制表,通过对硬件的选择、软件程序的设计,改善系统的调速性能,完成异步电动机软启动的运行过程。

关键词:模糊控制、异步电动机、8051单片机、变频调速、鲁棒性。

AbstractThis design mainly control asynchronous motor’s starting process by software. The 8051 single chip microprocessor is control core. It goes through commutator and control IGBT-PWM inverter. Using fuzzy control motor speed, realize motor’ starting. In design, introduce motor starting process control speed theorist and fuzzy control system, using fuzzy robustness and single chip microprocess’s character, and others experience, we create fuzzy control calendar. Through choosing hardware and designing program, we improve system’s control speed. Then we can finish asynchronous motor software start process.Key words: Fuzzy-control、Asynchronous motor、8051 Single chip microprocessor、Variable Frequence Control Speed、Robustness一、引言随着微电子技术、电力电子技术、微处理器技术的不断发展和普及应用,电动机的调速,从直流发电机—电动机组调速,静止晶闸管整流器直流调速逐步过渡到笼型异步电动机变频调速。

高压软起动一拖三方案

高压软起动一拖三方案

高压电机晶闸管软起动装置技术方案目录TGQ系列软起动装置技术优势 (3)1技术标准 (5)2供货范围 (5)3系统方案 (7)4TGQ系列高压软起动装置技术性能 (9)5关键元件工艺方案和加工设备............................................................................. 错误!未定义书签。

6制造验收标准和包装标识. (20)7技术服务 (20)附件1TGQ系列高压软起动装置例行试验、型式试验项目 (22)附件2关键设备列表 (23)附件3检验证书及电磁兼容试验报告 (28)TGQ系列软起动装置技术优势基于全光纤链路的信号通讯系统及完善的检测保护——晶闸管触发电路是系统稳定可靠的关键部分,必须具有抗噪声干扰的能力,可以工作在恶劣的工作在环境中,不受现场安装时线路阻抗、短路容量、或开关的快速通断而产生影响。

TGQ系列高压软起动装置中,处于低电位的控制系统与处于高电位的触发系统的检测和通信,全部通过光纤链路完成。

在装置工作过程中实时检测光纤通路的可靠性、检测触发系统的状态和接收高压晶闸管的好坏状态信号,任一元件出现故障软起动装置都能及时准确的显示出故障元件的位置并执行保护动作。

晶闸管强触发系统——对于高压晶闸管阀,其开通的快慢主要取决于触发电流的上升率及触发电流的大小。

对于串、并联应用的晶闸管阀组,对元件开通的一致性要求尤其苛刻,如不然就会出现串联阀组中若干导通慢的晶闸管阀组承受过电压或过电流而损坏。

TGQ1型软起动装置触发电路技术是来源于瑞士ABB公司高压晶闸管阀的触发和保护技术,通过超低阻抗电流源电路来完成串、并联晶闸管的触发,从而克服脉冲变压器器等电磁式触发系统固有的触发电流上升率及分散度由于绕组电感受限的缺点,保证了晶闸管阀组串、并联应用的可靠性。

元件正向过电压保护功能——晶闸管在工作过程中由于某种原因没有被正常触发,从而要承受正向过电压,在过电压升高达到晶闸管转折电压之前正向过电压保护器件(或电路)动作,强迫触发晶闸管,达到保护晶闸管的目的。

电动机软启动

电动机软启动
三相异步电动机的软启动
一 、 软启动设备的工作原理
在三相电源与电机间串入三相反并 联晶闸管(可控硅整流器),利用 晶闸管移相控制原理 ,启动时电机 端电压随晶闸管的导通角从零逐渐 上升, 电机转速逐渐增大,直至达 到满足启动转矩的要求而结束启动 过程 ,此时旁路接触器接通(避免
电机在运行中对电网形成谐波污染, 延长晶闸管寿命)
在软启动器接受到停车信号时 ,接入 软启动器 ,断开真空接触器,使电机 的端电压从额定电压的80%左右开始 逐步下降 ,直到电压下降到软启动器
设定值。
在降压过程中 , 电机输出的转矩 不足以使水泵全速运转 ,但又维 持较小的水流 ,随着电机转速的
逐步下降 ,水流也缓慢停下来, 从而达到软停车的目的。
电路,均为无源触点 。 端子10为公共端。
端子7为瞬停输入: 当7与10断开 时 ,软起动端停止工作 。(用于接热
继电器常闭)
端子8为软停输入: 当8与10断开 瞬间 ,为软停车 。(不必自锁)
端子9为软起输入: 当9与10接通 瞬时 ,为软起动 。(不必自锁)
以上接线为三线控制 ,当8、9端 子并联作为一个端子使用时 ,与
10接通为起动 , 断开为停止 ,可
用于一个继电器接点控制起停, 此为二线控制方式。
端子11、12为0~20mA直流
模拟输出 ,输出最大电阻值为300
Ω。
当电动机全速运行后 ,用旁路接 触器来取代已完成任务的软起动
器 , 以降低晶闸管的热耗,提高 系统效率 。在这种模式下用一台
软起动器起动多台电动机 。
电机进入稳态运行状态 ,停车时 先切断旁路接触器,然后由软启 动器内晶闸 管导通角由大逐渐减 小,使三相供电电压逐渐减小 , 电机转速由大逐渐减小到零 ,停

软启动器原理电机软起动器工作原理

软启动器原理电机软起动器工作原理

软启动器原理、电机软起动器工作原理软启动器(软起动器)工作原理软启动器(软起动器)一种集电机软起动、软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新颖电机控制装置,国外称为Soft Starter。

软启动器采用三相反并联晶闸管作为调压器,将其接入电源和电动机定子之间。

这种电路如三相全控桥式整流电路,主电路图见图1。

使用软启动器启动电动机时,晶闸管的输出电压逐渐增加,电动机逐渐加速,直到晶闸管全导通,电动机工作在额定电压的机械特性上,实现平滑启动,降低启动电流,避免启动过流跳闸。

待电机达到额定转数时,启动过程结束,软启动器自动用旁路接触器取代已完成任务的晶闸管,为电动机正常运转提供额定电压,以降低晶闸管的热损耗,延长软启动器的使用寿命,提高其工作效率,又使电网避免了谐波污染。

软启动器同时还提供软停车功能,软停车与软启动过程相反,电压逐渐降低,转数逐渐下降到零,避免自由停车引起的转矩冲击。

1.什么是?它与有什么区别?软起动器是一种集、轻载节能和多种保护功能于一体的新颖,国外称为Soft Starter。

它的主要构成是串接于电源与被控电机之间的三相反并联闸管及其电子控制电路。

运用不同的方法,控制三相反并联闸管的导通角,使被控电机的输入电压按不同的要求而变化,就可实现不同的功能。

软起动器和变频器是两种完全不同用途的产品。

变频器是用于需要调速的地方,其输出不但改变电压而且同时改变频率;软起动器实际上是个调压器,用于电机起动时,输出只改变电压并没有改变频率。

变频器具备所有功能,但它的价格比软起动器贵得多,结构也复杂得多。

2.什么是?有哪几种起动方式?运用串接于电源与被控电机之间的软起动器,控制其内部晶闸管的导通角,使电机输入电压从零以预设函数关系逐渐上升,直至起动结束,赋予电机全电压,即为软起动,在软起动过程中,电机起动转矩逐渐增加,转速也逐渐增加。

软起动一般有下面几种起动方式。

(1)斜坡升压软起动。

这种起动方式最简单,不具备电流闭环控制,仅调整晶闸管导通角,使之与时间成一定函数关系增加。

三相异步电机的软启动及回路设计

三相异步电机的软启动及回路设计

三相异步电机的软启动及回路设计三相异步电机是工业生产中常见的一种电动机,它具有启动电流大、启动冲击大的特点,为了避免对电网和设备造成损害,通常需要采取软启动措施。

本文将介绍三相异步电机的软启动原理和回路设计。

一、软启动原理三相异步电机的软启动是通过控制电机的起始电压和起始电流来实现的。

在电机启动过程中,首先通过控制器向电机提供较低的电压,逐步增加电压,使电机缓慢启动,不会造成电网和设备的冲击和损坏。

软启动的原理主要包括以下几个方面:1. 电压控制:采用变压器或者电压控制器逐步提供电压,使电机从零启动到额定电压,减小了电机的启动冲击。

2. 电流控制:通过控制器对电机的电流进行监测和控制,避免电机启动时的大电流冲击。

3. 时间控制:设定启动时间,保证电机在一定时间内完成启动过程,实现缓慢启动。

软启动可以有效降低电网和设备的损坏风险,延长电机的使用寿命,提高设备的可靠性和稳定性。

二、软启动回路设计在实际应用中,通常需要设计软启动回路来实现对三相异步电机的软启动。

软启动回路的设计需要考虑电机的额定功率、起动过程中的电流波形和起动时间等因素,下面将介绍一种典型的软启动回路设计方案。

3. 控制器:采用专门的软启动控制器,通过对电压和电流的控制,实现对电机启动过程的精确控制。

5. 过载保护:在软启动回路中添加过载保护装置,当电机出现过载或者短路时,立即切断电源,保护电机和设备。

6. 自动复位:设置自动复位功能,当电机启动失败或者出现故障时,自动复位并重新启动,保证设备的正常运行。

通过合理设计软启动回路,可以实现对三相异步电机的软启动,提高设备的可靠性和安全性,减小对电网和设备的冲击。

在实际应用中,还可以根据具体的需求和环境,定制软启动回路设计方案,满足不同场合的使用要求。

三相异步电机的软启动及回路设计是工业生产中重要的一环,合理的软启动措施可以降低设备的损坏风险,延长设备的使用寿命,提高生产效率和设备稳定性。

软启动电气控制图纸设计

软启动电气控制图纸设计
1RQ01RQ1M1FU1KHV1KMA1QF1P221TNL31KH12FU1SL3LL2L13N指指17HYHB911故障过载器示示源按熔源1KA2V042-2345681KA11SS1SF/起停1012起动软HR行运指1KM 1KA1KM1HW源主源电接电N控电制电钮示器触示指关开器断2P1234567891012345678910ABCDEFGHABCDEFGH%% %% 1KH2软启动电源软启动柜KZ平面布置图1SF1SS1SHBHYH1PAHW2PVHRW400器动软1RQ起台1元AD1-25/11AD1-25/11AD1-25/11AD1-25/11HY3-10/2LA20-11 LA20-11 gF-16/10AK31E ~220V符 号HR1SSHBHYHW1SF1KA2FU1FU1KM1QF1413121110981765432序号间源钮示示示钮制控电按停止障指故指运行载过指按动起源电控制灯示指灯灯灯关开名 称器断路主器熔断电热继器半体导熔器接主触电继中器断器主要备 注白色黄色蓝色红色绿色红色111111件表1只只只只只只111111数量ACK6K51KH1S只只只只只只768F1F4325EDCBA12345678AEDCB678F1F2345EDCBA1EDCBA2345678附 注 : 1.本图适用于控制电机的软启动和软停止 . 2.软启动器选用请参见<<ABB软启动器选用表>> .1EFDCBA12345678FED234567CB8A电机功率380~415V7.5kW15kW18.5kW22kW25kW30kW37kW45kW55kW75kW90kW110kW132kW160kW200kW250kW315kW400kW450kW570A720A840A250A300A370A470A105A142A175A210A60A72A85AIe30
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目录1概述 (2)1.1研究的背景和意义 (2)1.2传统启动方式的介绍 (3)1.3软启动的技术发展和现状 (3)2.方案论证 (4)2.1软启动方式 (4)2.2晶闸管调压原理 (5)3系统设计 (9)3.1系统设计框图 (9)3.2主电路和控制电路 (10)3.3单片机的选择 (11)3.4电源电路 (12)3.4检测电路 (12)3.5触发电路 (14)3.6旁路电路 (15)3.7键盘和显示 (16)3.8通信设计 (18)4系统软件设计 (19)4.1系统软件设计主流程图 (19)4.2系统初始化程序设计 (19)4.3模拟信号采集及处理程序 ............................................................ 错误!未定义书签。

4.4晶闸管脉冲信号子程序 ................................................................ 错误!未定义书签。

4.5软启动子程序设计 (20)4.6故障处理子程序设计 (21)4.8通信串口子程序 ............................................................................ 错误!未定义书签。

4.9按键和显示子程序 ........................................................................ 错误!未定义书签。

结论 .. (23)致谢 (24)参考文献 (25)附录A主电路和控制电路 (27)附录B控制电路接线图 (28)附录C原件清单 (30)1概述电机是工农业和交通运输行业中重要设备,应用的行业十分广泛。

电机作为重要的动力装置,因其结构简单、体积可大可小、价格便宜、维护方便、易于制造的特点,所以电机广泛的应用于日常生活中和工业生产中。

在交流电机的启动控制上,常用的启动方式有:全压直接启动和降压启动。

直接启动是传统的启动方式,应用很广泛,但直接启动有许多弊端。

近年来得益于变频技术和软启动技术的应用,变频启动和软启动的降压启动方式广泛应用于电机启动过程中,从根本上解决了电机启动电流过大的难题,造成对电网冲击的影响。

特别软启动技术在解决中、大容量的电机启动问题有着卓越的作用,这将是替代直接启动的趋势。

1.1研究的背景和意义电机在国民经济和工业生产中启着非常重要的作用,若直接启动电机,电机的电流可达额定电流的4~7倍,这样启对电机和电网电压及其他设备都会造成很大的影响。

由此提出了“软启动”的概念,现在主要有限流软启动、电压斜坡启动,变频启动等几种软启动。

软启动是一种近年来发展非常迅猛的电机启动新技术,采用串联晶闸管在主回路电路中,来调启动转矩和启动电流,对保护传动系统不受磨损、维护电网质量稳定等方面有突出的作用,是一种理想的软启动方式。

随着电力电子技术的飞速发展和广泛运用,使得无电弧开关和连续调节电流技术的成熟运用。

半导体器件开关具有无磨损、功耗小、寿命长的特性,以及现代控制理论和电力电子技术的密切结合,加之微机控制技术在工业生产中的广泛运用,为电机软启动的实现提供了全新的思路和解决方案,从而电机软启动技术得以迅速的发展与广泛运用。

软启动技术具有传统启动方法无法比拟的优越性,软启动技术对电机启动的研究具有重大意义。

软启动器是一种集软启动、软停车、轻载节能和多种保护为一体的新型电机启停控制装置。

它不仅使电机在启动(停车)阶段无冲击平滑启动(停止),还能根据电机负载的需求来改变启动(停车)阶段的相关参数,如启动电压、启动时间、限流值等。

同时,它还具有保护电机的功能,这从根本上解决了传统电机启动时的诸多问题。

1.2传统启动方式的介绍传统的电机启动方式有:直接启动、串联电抗启动、星形-三角形(Y-Δ)启动、自耦变压器启动。

电机直接启动时,启动电流是额定电流的4~7倍,对电网和传动系统稳定造成冲击,造成电网不平稳。

因为传统启动方式都同属于机械式启动方式,在电机启动过程中会产生二次冲击转矩和电流,从而影响系统的稳定性。

1.3软启动的技术发展和现状软启动是按照预先设定的控制模式进行降压启动的过程。

电机软启动的意义有:减小电动机的启动电流和缩短启动电流的冲击时间;减小了对电网的冲击;由于软启动技术实现了电机的软启动和软停车,所以减小了对传动系统和负载启动冲击能量,从而延长了传动设备和负载的使用寿命。

软启动器在电机启动时将启动电流限定在预设值内,从而使冲击电流减小,还可以通过控制软启动器使转矩平滑上升,保护机械设备和传动设备,以及保护工作人员的人身安全。

由于采用微控技术,可以在电机启动前对主电路进行故障检查,数字化的控制具有较稳定的静态特性,不易受电压、温度以及时间变化的影响,因而提高了系统的稳定性和可靠性,从而使系统更易维护。

同时,软启动器还可以与计算机之间进行通信,这将为自动化控制和智能控制的实现提供完美的方案。

以下是软启动的几大主要优点:(1)电机平滑启动,无冲击电流。

电机软启动时,通过控制晶闹管的导通角,使电机的启动电压逐渐升高,电机启动电流限制在预设范围内。

电机转速平缓上升,减少对负载的冲击转矩,提高系统的稳定性,增大的电机及拖动设备的使用寿命。

(2)有软停车功能。

是软启动的逆过程,使电机转速平缓降低,直到停止。

避免了瞬间断电停机对系统的冲击损害。

(3)系统参数可调。

可以按照负载的需求,改变启动时间、启动电压、启动电流相关参数,使电机达到最佳的软启动效果。

(4)智能保护作用。

可以实现过压、过流、过载、相序混乱和缺相等保护的功能,并发出报警,同时停止电机。

2方案论证2.1软启动方式目前有多种软启动器的控制方式,主要采用电压斜坡启动、限流启动、转矩启动和变频启动等。

电压斜坡启动是按照电机的电压由小到大按照设定的斜率线性上升。

因为电机输出转矩与输入定子相电压平方成正比,若输入电压过低,电机输出转矩不足以克服启始转矩,从而使电机堵转,造成电机发热过快,可能烧毁电机。

由于以上原因,电机斜坡启动的初始电压不是从零开始的,而是从合适的初始电压st U 开始的。

其缺点是启动转矩小,转矩特性曲线呈抛物线型上升,不利于启动;且启动时间长。

故一般情况下采用双斜坡启动,如图2-1所示。

以适当高斜率的斜坡电压启动,能减小电机发热,增加转速提升率。

当电压增加到预定值1U 时,电机达到一定的转速,然后改用斜率较小的斜坡电压启动,直到电机电压达到额定电压N U ,转速达到额定转速时,,然后切换到旁路电路中去,电机启动完成。

这种软启动方式减少了电机的额冲击电流。

电压斜坡启动的特征是启动电流相对较大,启动时间相对较长。

UU1U NI m nI I 0 2-1电压斜坡启动特性曲线 2-2限流启动特性曲线限流启动顾名思义,就是在电机启动时,对启动电流预设一个限流值。

主要用于轻载启动的负载的降压启动。

如图2-2所示。

电机启动时,电压从零迅速增大,直到电流达到限定值m I ,并在不超过m I 的情况下,缓慢增加电压,电机转速逐渐转快,直到启动完成。

限流启动的优点是启动电流小,且可根据需求来调节限流值m I 。

它的缺点是难以知道启动压降,启动时间相对较长,不能充分利用压降空间,损失启动转矩。

转矩控制启动是按照电机的启动转矩线性上升的规律控制输出电压。

其优点是启动平滑、柔性好、对拖动系统有利,同时减少对电网的冲击,使最优的重载启动方式。

其缺点就是启动时间较长。

主要用于重载启动。

变频启动是采用调节频率的方式使电机平稳启动,这样能减小启动电流,减少对电网的冲击,还可以对电机进行调速。

其特点:(1)效率高,调速过程中没有附加损耗;(2)应用范围广,可用于笼型异步电动机;(3)调速范围大,特性硬,精度高;(4)技术复杂,造价高,维护检修困难;(5)适用于精度高、调速性能较好场合。

但也存在一些缺点,如开关损耗较大,结构复杂等。

特别是变频器的价格昂贵。

以及变频启动多用于对电机启动要求很高工作环境和电机调速中。

故一般情况下不采用变频启动。

软启动控制的方式还有很多,一般是在上述几种软启动控制的基础上加以改进,如突跳软斜坡启动、突跳限流软启动、转矩加突跳软启动。

顾名思义,这三种都是在原来控制的基础上,加上一定的跳跃。

目前最常用的软启动方式是在主电路中串联晶闸管,来实现电机的软启动。

晶闸管主要启调节电压的作用,所以采用电压斜坡启动。

2.2晶闸管调压原理由三组反向并联的晶闸管构成调压电路,RC构成保护电路的软启动器。

如图2-3所示。

晶闸管调压电路分为相控调压和斩波调压。

相控调压是通过加到晶闸管门极脉冲相位改变输出电压;而斩波调压是交替接通和关断几个周期内的电源电压,通过改变接通和关断的电源电压来改变输出电压的有效值。

但斩波调压通断交替的频率不能太低或者太高,因为频率太低会造成电机转速的抖动,每次接通电流都相当于电机的重新启动;频率太高,采用整周斩波调压的控制方式会使调压不够平滑,所以本系统设计方案采用相控调压技术。

M3~VT1VT5VT3VT4VT2VT6R2R1R3C1C2C3U V W2-3晶闸管的调压原理2.3.1单相晶闸管输出电压分析为达到电机的平滑启动的目的,需要调节电机定子端输入电压按从小到大逐渐增大。

通过调整三组反向并联晶闸管的触发角,就能达到该目的。

晶闸管调压获得的电压是非正弦的,但每相电压的正负半周是对称的。

单相晶闸管导通电压波形如图2-4所示。

α是晶闸管的触发角,θ是晶闸管的导通角,ϕ是负载的功率因素角(也叫晶闸管的续流角)。

图2-4晶闸管的导通波形由上图可知α、θ、ϕ的关系:ϕαπθ+-= (2-1) 输出电压有效值:ααππαd U f d U f U S S L 220sin)(sin)(1+=∞(2-2)=)2sin 2(sin 212αϕαπϕπ---+S U (2-3)其中,S U 为电源相电压的有效值。

由是式(2-3)可知,负载电压L U 既是功率因素角ϕ的函数,也是触发角α的函数。

在调压时,每一相负载上所得到的电压与电流波形在不同的α时是不同的,随着触发角α增大,负载电流不连续程度的增加,负载所得电压也随之而降低。

通过改变θ的值,就能改变晶闸管的输出电压,从而改变电机的输入电压。

为使电压按照逐渐升高的规律变化,可以通过单片机控制晶闸管的触发角α来达到目的实现。

对于固定的负载来说,功率因数角ϕ是常量,导通角θ仅与触发角有关,所以可以通过单片机改变晶闸管的触发角α就可改变晶闸管的输出电压。

但在异步电机启动过程中,功率因素角ϕ是变量,随着转速的改变,功率因素角ϕ也在变化。

所以,在改变晶闸管的触发角α的同时也要考虑功率因素角ϕ的变化,这样才能实现电机的输入电压按照预定的规律逐渐升高。

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