晶闸管软起动在特大型电机中的应用
中压变频软启动装置在大型电动机启动中的应用
中压变频软启动装置在大型电动机启动中的应用摘要：近些年来，随着工业的生产能力加大，其生产设备的驱动电机也越来越普遍，然而由于大电机在启动时要产生较大的冲击电流，使负载设备的使用寿命降低，并且国家对此也有着严格的标准规定，这促使设计者们对大电机的启动关注程度也越来越高。
关键词：中压变频软启动装置；电动机启动；变频（Variable Frequency 简称VF）在项目设计实践中，经常遇到大型电动机的启动问题。
针对供电系统小容量而电动机容量较大的矛盾，采取怎样的启动方式成为必须设法解决的问题。
一、VF软启动装置工作原理以工业中常见的空压机系统为例，通常一个一拖一备空压机电气系统包括进线隔离柜一台、空压机运行柜一台、变频软启动器电源柜一台、变频软启动器输出柜一台、电缆连接柜两台、励磁柜一台、LCI单元（变频软启动器）。
当运行柜、电源柜及输出柜三台断路器置于工作位置，保护装置选择远程控制，且励磁柜电控允许，则由DCS（集散控制系统Distributed Control System简称DCS）进行开停车控制。
三台断路器启动切换程序编制在励磁柜内的PLC逻辑内。
三台断路器之间有必要的硬接点连锁，在空压机旁、中控室配有紧急停车按钮，开关柜上也具有机械式紧急停车按钮，以确保设备安全。
VF软启动装置主要由输入（降压）、输出（升压）变压器、三相全控整流桥、平波直流电抗器、晶闸管逆变器组成。
整流器控制系统为速度、电流负反馈双闭环系统；逆变器控制系统由电磁式和间接式转子位置检测器、换相超前角设定电路及换相剩余角补偿等部分组成。
另外，系统还包括用于并网控制的整步微调和同步并网电路。
软启动装置启动时必须进行电机转子位置检测和初始定位。
启动前先给转子投入励磁，在转子绕组产生恒定的磁场。
在转子磁场逐步建立过程中，定子绕组感应出三相电动势，对电动势积分就可得气隙磁链的大小和转子位置角。
启动期间，控制保持电机磁通恒定，实现恒转矩调速。
晶闸管软起动的原理及应用
晶闸管软起动的原理及应用林燕一、引言1977年美国航空航天局(NASA)FrankNole工程师获得了一项节电器专利，初期称为“功率因数控制器”，此后又有许多公司和个人开发了十几种节电器。
1982年FrankNole又作了二点改进，一是省掉取样电阻而改为监视晶闸管两端电压，二是采取了反馈控制技术，使空载时电动机电压进一步减小，节电率大大提高，正式定名为“节电器”（POWERSAVER）。
我国也开发了节电器，但实际使用效果不佳，未能广泛推广使用。
1983年后，上海市相继引进了一系列的节电器产品，在对引进的节电器消化吸收的基础上，上海，西安等地研制出了新型节电器，其性能达到并超过引进的同类产品，为进一步推广节电器创造了条件，国内市场上从上世纪90年代开始把软启动器作为电机节能的首选产品。
晶闸管软起动产品问世不过30年左右的时间。
它是当今电力电子器件长足进步的结果。
10年前，电气工程界就有人指出，晶闸管软起动将引发软起动行业的一场革命。
晶闸管具有硅整流器件的特性，能在高电压、大电流条件下工作，且其工作过程可以控制、被广泛应用于可控整流、交流调压、无触点电子开关、逆变及变频等电子电路中。
晶闸管（Thyristor）是晶体闸流管的简称，又可称做可控硅整流器，以前被简称为可控硅；1957年美国通用电器公司开发出世界上第一晶闸管产品，并于1958年使其商业化。
它是一种大功率开关型半导体器件，在电路中用文字符号为“V”、“VT”表示（旧标准中用字母“SCR”表示）。
二、晶闸管软起动的原理晶闸管软起动通过控制单元发出PWM波来控制晶闸管触发脉冲，以控制晶闸管的导通，从而实现对电机起动的控制。
在分析软起动原理之前先强调以下几个术语：(1)触发角α：指从晶闸管正向电压起到加触发脉冲为止的这一期间对应的电角度。
(2)导通角θ：指晶闸管在一个周期内导通的时间所对应的角度。
(3)续流角φ：感性负载电流滞后于它所对应的相电压的相角。
晶闸管在电机中的应用
单、 工作 稳定 、 干扰 能力 强、 作迅速 ， 以在 晶闸管控 制 抗 工 所
电路 中得 到广 泛的应用 。 ２ 晶 闸管无触点开关组成的主 回路 设计 采用 晶闸管交 流开关对 三相交 流异步 电 动机实行 无触点控制 ， 其主回路电路见 图 ２ 。
（ ）主 要 组 成 １
来控制 电磁触点 的开合 ， 使触发电路的触发信号有次序地 触 发主 回路 中的晶闸管 ， 其导通 ， 使 以实 现控 制作 用。采用 交
流触发方式 ： 变压 器 Ｂ 、 ： Ｂ 从 相 电压 中取 出 ８ 。Ｂ 、３ Ｖ交流 电
压， 经电阻 Ｒ通过 Ｊ 、： 。Ｊ 常开触点 的闭合来 触发主 回路 的可 控硅 ， 使主回路工作。即 由触发 变压器 次级输出触发信号 经
电阻 Ｒ降压后加 在 双 向晶闸管 的阴极 与控 制板之 间 的 ４ Ｖ 左右交流电压 ， 双 向晶 闸管完全 导通 。当继 电器 Ｊ 使 动作 时 ， 主 回路 Ｋ 、 ， Ｋ 使 ， Ｋ 、 晶闸管导 通 ， 机正 转 ； Ｊ 电 当 ：工作
加入延 时 电路 ， 本设计 采用了单晶管延 时电路。电压经桥 式 整流后输 出直 流脉动 电源 ， 首先加到 晶体 管 Ｔ的阳极 ， 一路 经 Ｒ 、 Ｗ、 给 Ｃ 充 电 ， ：Ｒ Ｒ ： 当给 Ｃ 充 到单结 晶 管 导通 电压 ：
时， 单结 晶管导通 ， 经 ｅｈ 结放 电， Ｒ。 Ｃ ．１ 在 上就得到一个脉 冲， 这个脉 冲触发 晶闸管 Ｔ使 之导通 ， 这时 经过继 电器 Ｊ的 电流增大 Ｊ动作 ， 制触 发 电路。此 电路 元件 较少 ， 控 线路 简
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利用晶闸管交流调压器实现大功率三相异步电动机的软启动
利用晶闸管交流调压器实现大功率三相异步电动机的软启动收藏此信息打印该信息添加：用户发布来源：未知摘要：简述三相异步电动机因启动而产生的影响和破坏作用、常用启动方法及其弊端，提出利用晶闸管交流调压器实现软启动的研发课题。
本文介绍了晶闸管交流调压的原理，通过应用实例说明了利用该调压器实现软启动的可行性。
关键词：晶闸管交流调压器；大功率；三相异步电动机；软启动中图分类号：TM423 文献标识码：B三相交流异步电动机在启动时都会产生2~6倍于额定电流的启动电流。
对大功率电机来说，无疑会对电网、控制装置造成降压、跳闸等影响，同时也对电机本身的定子、转子的绝缘性能以及输出机械产生较大的破坏作用。
目前常用的Y△启动、自耦变压器启动和变频调速启动对大功率电机来说，Y△启动仍能产生较大的电流；自祸变压器启动具有启动不便、体积大、滑块触点氧化等缺点；而变频调速启动对于规律负载来说就显得“大材小用”了，且造价高昂。
随着可控硅技术的发展，利用晶闸管交流调压器实现大功率三相异步电动机的软启动，已成为国际上研发的课题之一。
一、调压原理利用相位控制实现电机的三相调压。
如图1所示，把三对反并联的晶闸管（或双向可控硅）与电机的三相输入端连接，三相电阻一电感负载是电动机的等效电路，此时负载可按Y或△连接。
此电路中由于没有中线，所以在工作时若要负载电流流通，至少要有两相构成通路。
为保证启动时两个晶闸管同时导通，及在感性负载与控制角较大时仍能保证不同相的正反向两个晶闸管同时导通，要求采用＞60°的宽脉冲角或双脉冲触发电路。
为保证输出电压对称并有一定的调节范围，要求晶闸管的触发信号除了与相应的交流电源有一致的相序外，各触发信号之间还须保持一定的相位关系。
这就要求三相调压电路中各晶闸管触发脉冲的序列应如图1中的KZ1、KZ2、KZ3、KZ4、KZ5、KZ6，相邻两个晶闸管的触发脉冲信号相位差为27π/3。
由于电机自感电势的作用，电流要滞后一个角度才能为零关断晶闸管。
软启动技术在电机控制中的应用
软启动技术在电机控制中的应用摘要：随着油田建设发展，对电能的需求越来越大，电机也越来越被广泛的应用。
电机控制事关生产的正常进行，甚至会造成极大安全生产事故。
因此，如何对电机进行有效控制一直是学者专家探究的重点问题，近年来，随着科技的发展，电机控制能力有显著的提高，其中，软启动技术成为了电机控制新的发展方向，以其优越的性能得到了关注和进一步的发展，在大功率电机启动上有了广泛的应用。
本文以此为着力点，将首先分析传统的启动方式，以此为基础，进一步分析软启动技术在电机控制中的应用及优点。
关键词：软启动技术；电机控制；直接启动；降压启动引言电气传动需要交流异步电动机，在以往的电机控制过程中，对于交流异步电动机的常见启动方式有两种：全压直接启动方式和降压启动方式，但是这两种方式存在一定局限性，在某些特殊情况下，难以起到应有的作用。
随着变频技术和软启动技术的不断进步，软启动技术被运用到电机启动中，正逐步取代全压直接启动和降压启动的传统方式，在大功率电机启动中得到广泛应用。
1传统启动方式探究降压启动指的是在要启动电机时，使用星型接法，而在电机完成启动后，把星型接法改为三角型接法，这样，电机启动电流就会大大降低，因此这种方法叫做降压启动。
而全压直接启动是将电机的定子绕组直接接入电源，这种启动方法非常迅速，效率较高，而且因为操作比较简单也最为常见。
这两种方式作为传统启动方式，存在着一定的弊端。
例如启动的设备比较复杂，启动过程中往往要损耗较大的能量，产生不必要的浪费。
同时因电机采用直接起动，起动电流是电机满载工作电流的5~7倍，会造成母线上产生过大的线路压降，使连接该电动机的供电和母线系统产生快速、短暂的电压波动，影响到系统中的其他用电设备的正常工作。
而软启动技术作为一种新兴技术，具有传统启动技术所不能比拟的优越性，能够最大程度的减少或解决传统启动技术的弊端和问题。
2软启动技术在电机控制中的应用2.1软启动技术运用先进技术的软启动器在主回路大多选择的是晶闸管调压电路，也就是有六个晶闸管，每两个晶闸管都是并联在一起，然后一起通过串接的方式连接在电机上，电机使用的三相供电。
软启动在大功率电机中的应用
（） 装调 试方 便 简单 、 于维 修 ； ４安 便 （ ） 备密 封效 果好 ， ５设 不易 损坏 。
３ 方 案 实施
３． 改 造 过 程 １
性 启 转 可 性 能 保 性 护 资 装 能 富 动 矩 靠 节 性 护 维 投 安
变 频 器 ０一ｌ ＞５ ％ Ｍ 高 ｅ ０ ｅ 好 好 难 大 较 难
维普资讯
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３ ４・ ２ ２ ２ ０ 年 月 ０
河 南 冶金
第１ 期总第 ４ 期 ８
软 启 动 在 大 功 率 电 机 中 的 应 用
马社 芳 秦 建章 李进舟 孟伟
（ 阳钢铁 集 团有 限公 司 ） 安
摘要 介 绍 了安 钢 ｑ ５ｍｍ机 组 加 热 炉 风 机 电机 利 用智 能 马 达 控 制 器 的 情 况 、 制 器 的性 能 和 优 点 ， ｃ０ ｅ 控 以及 实现 软 软 启 动 智 能 马 达 控 制 器
智 能马 达控 制 器 。用 空 气 开 关 Ｃ ５ Ａ Ｎ—Ｃ ０ 继 电器 １，
三 相 鼠笼式 交流 电动机 具有 明显 的优 势 。所 以选 用 ＪＣ ２ ｚ ４２作启 动控 制 保护 回路 ， 制 柜 自行 安 装 ， 控 并使
Ｓ ＣＰ Ｕ Ｍ１０一Ａ ４ Ｃ Ｄ来控 制 风机 电机 。智能 用 了原 控制 线路 中的 部分设 备 ， Ｍ Ｌ ＳＴ ５ ２０ Ｐ 以减 少 设 备 的投 资 。
启动控制 的改进措施。
关 键 词 风 机 电 机
１ 前 言
术参 数见 表 ２ 。
表 ２ １０一Ａ ４ Ｃ ５ ２０ Ｐ主 要 技 术 参 数
技术 指 标
输 入 电 压 一电 源 组 件 ２ ０—４ ０ ０ ８ Ｖ交 流
晶闸管在电机控制系统中的应用
晶闸管在电机控制系统中的应用晶闸管是一种半导体器件，也是电力电子技术中的基础元件之一。
它可以用来控制和调节电流，广泛应用于各种电机控制系统中。
在本文中，我们将简要介绍晶闸管在电机控制系统中的应用。
首先，晶闸管可以用来实现电机的启动和停止。
在传统的交流电机控制系统中，启动和停止电机需要使用机械接触器以及手动操作。
但是这种方式存在缺点，比如易受损、噪音大、启动电压高等问题。
而采用晶闸管控制器，则可以实现在电路中添加可编程逻辑控制器，实现自动启动和停止。
这种控制方式能够提高电机的可靠性，减少故障，同时也可以降低启动成本。
其次，晶闸管还可以用来控制电机的速度和转向。
电机的转速和输出扭矩与电机绕组中的电流有关，控制电流的大小和方向可以实现这两个参数的调节。
晶闸管可以通过PWM调制等方式控制电流大小，从而控制电机的转速和输出扭矩。
此外，还可以利用晶闸管的反向阻断特性实现电机的正反转调节。
另外，晶闸管还可以用于电机的制动和能量回收。
电机的制动就是通过向电机加反向电流控制电机停止运动。
晶闸管只需简单地控制输入的直流电流，然后通过电容器或电阻器形成反向电流即可实现电机制动。
而能量回收指的是当电机运行时，在刹车或减速时，将此过程中释放的能量收集和存储起来，覆盖到电源发生器中，实现能量的回收和再利用。
最后，晶闸管还可以用于电机的保护和监控。
晶闸管控制器可以通过测量电机输出电压、电流、转速等参数，来实现电机的保护和监控。
一旦电机出现故障，晶闸管控制器将根据设置的规则自动停止电机。
总之，晶闸管在电机控制系统中的应用非常广泛，其具有灵活性高、响应速度快、能耗低等优点，已经被广泛应用于各种类型的电机控制系统中。
随着电子技术的进步，晶闸管的应用将会越来越广泛，为电机控制和能效提升带来更多可能。
晶闸管在电机控制系统中的应用
晶闸管在电机控制系统中的应用在现代工业中，电机控制系统扮演着至关重要的角色。
晶闸管作为一种常用的电子器件，在电机控制系统中也有着广泛的应用。
本文将重点探讨晶闸管在电机控制系统中的应用，并探讨其作用和优势。
让我们来了解一下晶闸管的基本原理。
晶闸管是一种半导体器件，具有双向导通特性。
它由四层半导体材料组成，具有控制性能和放大性能。
通过控制晶闸管的触发角，可以实现对电路的开关控制，从而实现电机的启停和调速等功能。
在电机控制系统中，晶闸管主要用于调速和变频控制。
通过改变晶闸管的触发角，可以改变电路中的导通角度，从而改变电机的转速。
这种方法可以实现电机的无级调速，提高电机的运行效率和精度。
与传统的电阻调速和串联调速相比，晶闸管调速具有更高的精度和稳定性。
晶闸管还可以实现电机的反向运转。
在一些特殊的工况下，需要电机实现正反向的快速切换，这时晶闸管可以实现电机的快速反向运转，提高了电机的工作效率和生产效率。
除了调速和反向运转外，晶闸管还可以实现电机的软启动和软停止功能。
在电机启动和停止的过程中，往往会产生冲击电流和噪音，影响设备的寿命和稳定性。
通过晶闸管实现电机的软启动和软停止，可以有效减少这些问题，延长设备的使用寿命。
总的来说，晶闸管在电机控制系统中的应用非常广泛，可以实现电机的调速、反向运转、软启动和软停止等功能，提高了电机系统的工作效率和稳定性。
随着科技的不断发展，晶闸管在电机控制系统中的应用也将不断创新和完善，为工业生产带来更多的便利和效益。
希望本文能够帮助读者更好地了解晶闸管在电机控制系统中的应用，为相关领域的研究和应用提供一定的参考。
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文 献标 识码 ： Ａ
特大型电机是企业生产 的重要设备 ， 软 起 动技术是 保证 其安全 、 可靠 、 长 周期运 行 的关键 。 利用晶闸管 、 开关变压器 、 水电阻等 实现软起动是 目前较为普遍的几种方法 。 本 文着重 介绍 晶 闸管 软起动 的Ｔ作 原理及 在 高原 、 寒冷地 区某石 化公司催化裂化 装置 中 １ ８ ０ ０ ０ Ｋ Ｗ 电机的应用情况 。
４直接起动。 为了对新安装 电机进行测 试 ，通过 软起 动旁路对 电机进 行 了直接起 动。为了保 证系统供 电安全 ， 我们调整 了系 统电压 ， １ １ ０ ／ ３ ５ Ｋ Ｖ主变 由 ３ ５ Ｋ Ｖ调至 ３ ７ Ｋ Ｖ 供电， 并解 除 了主变差 动 、 线路光差 、 电动机
Ｌ ——
一
理论上讲 ， 品闸管软起动的技术已经非常成 熟， 只要元器件 工艺技术上 能够 满足设计要 求， 就能够实现软起动 。 起动失败 ， 问题一定
是 因为软 起动装 置吗 ？电机 侧会不 会有 问 题？ 在对电动机侧检查时发现电机 引线处安 装了 ３ 个１ ０ ０ ０ 微法 的电容 。软启动装置输 出端是不允许接补 偿电容或压敏 电阻的 。 经 和电机厂家协商 ， 拆 除电机侧 电容后继续 测 试。软起动起机成功 ， 起动 电流为 ３ ０ ０ ０ Ａ ， 空 载运行 电流为 １ ４ ５ Ａ ， 起 动时间 ２ ０ Ｓ 。 起 动波 形 图如图 ２ 。 ６直接起动和软起动 比较 。 通过 比较可 以看 出软起 动大 大降低 了起动 电流和 电机 起机 时对 电网的影 响 ， 保障 了供 电系统和重 要设备的安全。随着生产丁艺技术 的不断提 高， 各 类 电气 元器 件性能 大幅 提升 ， 晶闸管 软起 动能满足特大型 电机 的需要 ， 但在实 际 应用 中还存在如下弱点 ： （ １ ） 抗干扰 能力 差 ， 元 件 的特性参 数易 受外 界影响而产生变化 ， 使 用可靠性较低 ； （ ２ ） 谐波比 较大； （ ３ ） 元器件 易损 坏 ， 增加 维护 费用和难度 。
２ ０１ ３ Ｎ０． ０ ２ Ｃｈ ｉ ｎ ａ Ｎｅ ｗ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ Ｐｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｓ
高 新 技 术
晶 闸管软 起动在特 大型 电机 中的应用
赵 欣
（ 中国石油呼和 浩特石化 公司， 内蒙古 呼和浩特 ０ １ ０ ０ ７ ０ ）
统组成图如图 ｌ 。 考虑到软起动装置无其他故 障 ， 晶闸管 可 能 由于生 产工艺 所限各 器件参 数存在 一 定差异而影响触发角。 故更换晶闸管 ； 继续测 试 。测试结果为 电机起动瞬 间第 二次跳闸 ， 软起动装置故障指示灯亮起。 经检查软起动 装置 晶闸管损坏 ３ 个， 其他部分 均正常 。通 过 两次跳 闸都是晶 闸管损 坏的情况来看 ， 说 明晶 闸管 可能是 受外界 影响导致 触发 角不 致， 承受过 高电压而损坏 。是不是晶 闸管 软起动不能适应 １ ８ ０ ０ ０ Ｋ Ｗ 电机 的要求 。从
摘 要： 本文从 晶闸管软起 动 在 高原 、 寒 冷地 区特 大型 电机 中的应 用 ， 介绍 了晶闸管软 起动 的 工作原理 和 在 实际工 作 中 出现
的 问题 及解 决方 法。
关 键词 ： 电机 ； 软起 动 ； 晶 闸管 中图分 类号 ： １ ７ ４ ０ ７ ． ６ １
１ 引言
２工作原理 ２ ． １背景。用 晶闸管控制的电机软起动 装 置是 在 ｌ ９ 世纪出现 的。当时美国航天局 有 一位“ 弗 兰克” 的工程师取 得了一项专利 ， － 蓬 艇瓣 —来自—。’—
—
叫“ 功率 因数控 制器 ” ， 利用 品 闸管反 并联 、 调节晶闸管 的导通角达 到交流调压 的 目的 ， 为解决在 空载 和轻载 时交流异 步 电动机功 率因数过低 的问题 ， 此技 术得到 了应用 。后 来 又引入电流反馈技术 ， 使该项 控制水平大 幅度提 高 ， 得 到广泛 的采用 ， 美 国将 采用此 技术的装 置命 名为“ 节 电器” 。 ２ ． ２基本原理 。 由电机学可知 ， 电机运转 转矩有 三个 ： 电磁转 矩 、 空 载制动转 矩和 负 载制动转矩 。 其 中电磁转矩起拖动电机的作 用， 它与 电机端 电压 的平方 成正 比 ； 只要 能 够平 滑的调 节机端 电压就 能够达 到软起 动 的 目的。电机 的相 电压与 电源相 电压 、 触发 延时角及功率因数角有关。 所 以利用晶闸管 的开关特 陛 ， 通过 晶闸管的触发角来 改变 晶 闸管 的导通 时问 ， 从 而控制到 晶闸管 电机端 的输 出电压 ， 达到软起动的效果 。 ３某石化公 司供 电系统 隋况 。 从２ 个不 同区域 ２ ２ ０ Ｋ Ｖ变电站引 ２ 条１ １ ０ Ｋ Ｖ电源 。 总变 电站 １ １ １ ３ ￣ ３ ５ Ｋ Ｖ ２台 ６ ３ ＭＶ Ａ三相 两线 圈有 载调压 变压 器 ， ３ ５ Ｋ Ｖ采用 双母线 接线 方式 。１ ８ ０ ０ ０ Ｋ Ｗ 电机为佳木斯 电机厂 制造 ， 采用 ３ ５ ／ １ ０ Ｋ Ｖ电源 由 ２ ５ ０ ０ ０ Ｋ Ｖ Ａ变压 器单 独供 电 ， 起动方式为ｇ ， ｇ动。
低电压 ， 将二次谐波制动设置为 ２ ０ ％， 五次
谐波 制动设置为 ３ ０ ％ 等。 结果 电机直起 正常 ， 运 转平 稳 ， 电源 电 压由３ ７ ／ １ ０ ． ５ Ｋ Ｖ下降至 ６ ． ８ Ｋ Ｖ ，瞬间 峰值 电 流３ ６ ６ ０ Ａ ，空载 电流 １ ６ ６ Ａ， 起 动时 间约为
图２
结语
晶闸管软 起动虽 然在技术 上 能够 实现 特大型电机的软起动 ， 但致命 弱点是可靠性 大大降低 。经过软起 动多年的发展 ， 变频软 起动已成为国内外软起动 的发展方向 。
参考文献 【 １ 】 王新岩 ． 软起 动器 的特 点及其 应用叨． 电力
自动 化 ， ２ ０ ０ ７ 。 ８ ．