晶闸管在软启动领域中的选择与应用
磁控软起动与晶闸管软起动的比较
磁控软起动和晶闸管软起动比较一、软起动的概念：中高压电机软起动，是在中高压（主要指6KV、10KV）电动机起动过程中，随着电动机反电动势的不断建立，电机端电压由某一值逐渐平滑、无级的上升至全压，转速由零上升到额定转速，最后依靠旁路甩掉软起动控制装置。
二、软起动的作用大功率交流电机直接起动会产生一系列电气和机械问题。
电气方面有：1、起动时可达5-7倍的额定电流，造成电动机绕组电流引起过温，从而加速电机绝缘老化。
2、造成供电网络电压波动大，当电压≤0.85UN时，影响其他设备的正常使用。
机械方面有：1、过大的起动转矩产生机械冲击，对被带动的设备造成大的力，缩短使用寿命，影响精确度。
如使联轴器损坏、皮带撕裂等。
2、造成机械传动部件的非正常磨损及冲击，加速老化，缩短寿命。
人们为了解决以上问题，不断的寻求解决起动问题的方法，例如采用自耦变压器降压起动、串联电抗器、液体电阻器、磁控电抗器等起动方式。
它们可设定起动时间、限流和各种保护值等。
平滑的起动特性和免维护等使其具有传统的起动方法无法比拟的优越性。
国内市场低压380V软起动主要是采用晶闸管降压软起动器，高压软起动主要采用传统有级软起动方法即磁控软起动，软起动的突出贡献在于作为降压器件是可以平滑无级改变的，这样的好处是：降低起动电流，减小电网压降，缩短起动时间，降低机械冲击。
对电机、电网和负载都有好处。
晶闸管软起动原理：利用晶闸管导通角的开通来实现软起动。
特点：通过SCR器件的串连走向高压，为此，需提高SCR器件的耐压等级和开关速度，改进触发与关断的同时性。
晶闸管软起动本身更适合于低压领域。
缺点：1、谐波大，强迫换相，产生大功率脉冲。
2、均压均流技术复杂，成本高，风险大。
3、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。
4、过载需加大额定电流倍率。
磁控软起动原理：是利用饱和电抗器的原理，在高导磁的闭合回路中，通过直流励磁平滑改变电抗器的电抗值，使电抗器两端电压由大到小平滑改变，从而完成电机平稳的起动过程。
TGQ-1晶闸管软起动器和各类软起动的比较
TGQ-1晶闸管软起动器和各类软起动的比较一.软起动的作用大功率交流电机直接起动会产生一系列电气和机械问题。
电气方面有：1.起动时可达5-7倍的额定电流，造成电动机绕组因电流引起过温，从而加速绝缘老化。
2. 造成供电网络电压波动大，当电压≤0.85U N时，影响其他设备的正常使用。
机械方面有：1. 过大的起动转矩产生机械冲击，对被带动的设备造成大的冲击力，缩短使用寿命，影响精确度。
如使联轴器损坏、皮带撕裂等。
2. 造成机械传动部件的非正常磨损及冲击，加速老化，缩短寿命。
人们为了解决以上问题，不断的寻求解决起动问题的方法，例如采用自耦变压器降压起动、串联电抗器、液体电阻器、磁控电抗器等起动方式。
晶闸管降压软起动是近年来出现的高科技产品，是计算机技术和电力技术相结合的产物，可以根据不同的应用情况设置初始转矩、起动时间、停机时间、限流和各种保护值等。
平滑的起动特性和免维护等使其具有传统软起动方法无法比拟的优越性。
国内市场低压380V软起动主要是采用晶闸管降压软起动器，中压软起动主要采用传统软起动方法，近年来采用液体电阻软起动器的比较多，也有部分采用进口公司如ABB、SIEMENS、摩托托尼、AB公司生产的晶闸管降压软起动器，但由于其价格昂贵，影响其大量推广使用。
二、软起动的分类软起动可分为有级和无级两类，前者的调节是分档的；后者的调节是连续的。
传统的软起动均是有级的，如星/角变换软起动，自耦变压器软起动，电抗器软起动等等。
本文关心的是无级类的：液阻软起动、磁控软起动和晶闸管软起动。
变频调速装置也是一种软起动装置，它是比较理想的一种，它可以在限流同时保持高的起动转矩，价格贵是制约其推广应用的主要因素。
在电动机定子回路，通过串入有限流作用的电力器件实现软起动，叫做降压或限流软起动。
它是软起动中的一个重要类别。
以限流器件划分，可分为：以电解液限流的液阻软起动，以晶闸管为限流器件的晶闸管软起动，以磁饱和电抗器为限流器件的磁控软起动。
软启动电路及原理
软启动电路及原理一、软起动主电路图晶闸管降压软起动主电路如图所示,其中M是异步电动机,晶闸管KPl～KP6组成移相控制的三相交流调压电路,利用品闸管进行调压,其输出电压大小由晶闸管的导通角决定,而晶闸管的导通角又与其触发角有关;触发角越小,输出越大;因此,只需在电动机起动过程中通过控制晶闸管触发角的大小,不断改变晶闸管的导通角来改变输出电压波形,从而改变输出电压的有效值;随着输出电压的增加,电机转速不断上升;而电机定子电流的大小J下比于定子端电压,起动仞期,电机端电压较小,冲击电流电小,随着电机定子端电压的不断增加,定子电流也不断增加,最终达到额定转速,实现了电机的软起动;在每一瞬间,在三相交流调压电路中,至少要有两个器件导通,它们应处于不同的相,其中至少有一个是流向负载端,同时有另一个流向电源;在电路的正常工作状态下,6个晶闸管按照KPI、K_P2、KP3、KP4、KP5和KP6的顺序循环触发导通,而且相邻的两个晶闸管触发时刻之间相差600电角度;三相调压起动其实质是降压起动,与传统降压起动不同之处是无机械触点,起动电压和起动电流任意可调㈣;图中F为快速熔断器,RZ为压敏电阻,KP为晶闸管,另外还有并联于晶闸管两端的RC保护电路;理论上讲,本起动器可起动各种容量的三相异步电动机,针对不同的容量,软件控制思想均可不变,只要重新设计一下主电路即可,其中各元件的选择取决于被控电动机的容量;主电路图二、软启动触发电路如图,出发电路主要有监测、移相控制、脉冲串产生电路、触发驱动电路等组成;同步信号取于电源输入端R 、S 、T,即u i 、w V i v 、信号,三相交流电源经电阻2423987R R R R R 、与、、25R 、分压后,分别送往电压比较器U7A 、U7B 、U7C 反相输入端;三个电压比较器的同相端经29R 接在作星形连接252423R R 、、R 的公共端上,相当于接至三相交流电的中相点;各相交流电正向过零点时,对应的比较器输出低电平,驱动光电耦合器内发光二极管发光,光耦内的光电三极管导通,将低电平有效的同步信号送往单片机的P1.0、P1.1、P1.2输入端；而当交流电反相过零时,对应的比较器输出高电平送往单片机;同步波形如图 所示;由于比较器为单电源供电,故在其同相端加上了由稳压管2VZ 提供的5.1V 直流电压,建立了正常的工作点;采用比较器获取同步信号的方法具有很高的过零检测灵敏度;移相控制信号由80196看出KC单片机;单片机根据软启动器设置的启动方式,计算出移相控制角α值,在对应的相电源电压过零时,延迟α角由高速输出口HSO0、HSO1、HSO2、HSO3、HSO4、HSO5送出宽度为5ms的方波作为与非门U8A、U8B、U8C、U8D、U9A、U9D的门控信号;。
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。
晶闸管调压软起动器在电力排灌站技改工程中的应用及注意事项
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晶闸管调压软 起动器在 电力排灌站 技改 二 中 的应用 及 注 意事项 【程
林 绪 平
３５ ０
摘 要： 排灌站的动 力 动基本上是 异步电动机 ， 拖 电动机 在起 动过程 中产 生的 电流冲击和 转矩冲击会对 电网、 电动机本 身及其 负载机械设备 带来不利影 响， 另外 自由停机 带来的拖动 系统反 惯性 冲击作用及 “ 水锤 效应” 也不容 忽视 。本文就作者从事 罗埠 电力排 灌站和 王渡 电力排 灌站 的技 改工作 实践 ， 浅谈 晶闸管调 压软起 动器在 电力排灌站技 改工程 中的应用及注意事项 。 关键词 ： 泵站技； 闸管调压软起动 ； 意事项 ２３晶闸管调压软起动器 的 １ 改前概况 技 表 １ 王渡 电力排 灌站装机 容量 ８×２ ０ Ｗ ， ８ Ｋ 采 起 动 模式选 择 、 号选 择 ： 闸 型 晶 苎 ！ ： 坠 塑 一－￣ 一— ｊ ２ ＝！ ４ ４旦 ． ０… ｒ ． ！ 用全 电压直接起动 ， 均为轴流泵提水 ， 涝为生 管调 压 软起 器…般 有如 下起 动 竺 量 ！ ！ 排 产 任 务 ；罗 埠 电 力 排 灌 站 装 机 容 量 ２ 模 式 ： 电流起 动 方式 、 ８× 限 电压斜 窀 梳 互感 船 （ ） ７ ．５ Ｉ０．５ １０ Ｓ ＇ ． ５ ３ ０． ５ ４（ ５ ５ ０： ５ ６ ０ ５ ＾ ５ Ｃ ５． ２ ０３ ０ Ｉ ｏ． ０ ０ 突跳起 动 （ 突跳 ＋ １０ Ｗ， ８Ｋ 采用 自 耦变压器降压起 动 ， 为混流泵 坡 起 动方式 、 均 表２ 提水 （ 设计扬程 １．ｍ）抗旱为生产任务。泵 站 限流或 突跳 ＋电压 ） ５８ ， 方式 、 电压 多年来的运行及 日常维修保养工作 中经 常出现 限流 双 闭环起 动方 式 （ 电压 斜 １０－ ３ ３ １ １２ １ 一筠 ∞ １ １ ０＂５ ９ ２ ０ ２ ０－ ｔ ￣ ３５ 的问题是 ： 主汛期或是抗旱高峰期 ， 电机在起 动 坡 ＋限流 ） 全压起动方式 、 停 、 软 ０ ０５ ０ ： １ 。５ ５ ： ０ ２０ ５ ０ ０： ３ ３ ５ ００ 过程 中， 常导致正在运行的其他电机发生跳 闸 ； 机 方式 、 自由停 机方 式 、 能耗 制 交流接触器触头发热受损 ，发生过五触头交 流 动停机 方式 。综合技术 、 性能、 价格及供 电网络 比较 大的设备时 ，更要核对校验变压 器的荷载 接触器触 头熔焊导 致 自耦变压 器烧毁 事故 ； 拍 和电力变压器容量 ，又考虑到水泵类 负载 比较 能力 和保护 的整定值。 门转动轴 损坏 ； 流泵 ， 轴 泵体移 位 ， 电机 水泵 竖 轻 ， 启动不频繁 ， 故而 ２ ０ 年我 们在 罗埠 电力 ０８ ４ 功率 因素补偿 电力 电容 器和 电涌吸收 ． ２ 直方 向上不同心 ，上、下橡胶轴承磨损程度严 排灌站技术改造实际工作巾选择与 电动机 额定 器 ，绝对不允许安装在晶闸管调压软起 动器的 避免电力电容器放电损坏 晶闸管 ） 。 重 ，传动轴与泵轴之问联轴器内轴紧固螺母松 功率相 匹配容量 ， 自身保护 比较齐全 ， 电压斜 输 出侧（ 有 脱和泵轴下端螺母 松脱 ，叶轮中心点严重下移 坡 限流 起动和 软停机功能 的 ＳＲ —１ ０ Ｗ 电 Ｊ２ ８Ｋ ４ 电流互感器如果 是外 置的 ，选用要符 ． ３ 及混 流泵 的推力 轴承 受损 程度 严重 而且 机率 机软起动器 。 合要求 ，以防出现过载保护时问及起动 限制电 高， 发生过危险的堵转现象。 分析是 因为 主汛期 ２４晶闸管调压软起 动器调试 运行 ：软 起 流不准确 。附选配表 ：见表 ２ ． （ ） 或是抗旱高峰期 ， 电网电压低 ， 电动机在起动 动控制柜安装完成后进行了认 真地检查 。按 设 又 ４ 旁路 继电器触 点容量 ：Ａ ／５ Ｖ Ａ ， ． ４ ５ ２ ０ Ｃ 过程 中产 生的电流 冲击 和转矩 冲击 对 电网 、 电 计 图纸核对接线是正确的 ， 连接是可靠 的。 软启 用于接通旁路接触 器（Ｋ ） 当接触 器额定 电 Ｍ 。 动机及其负载机械设 备的作用 ，另外 自由停车 动器（ 冷态时 ） 每组晶闸管输 人输出端子问测 量 流大于 １０ 以上时 ， ６Ａ 需用 中间继 电器（Ｋ ） Ａ 带来的拖动系统反惯性冲击作用及“ 水锤效应 ” 电阻值 ， 相间（ 相间未接控制回路时 ）相对地测 控制接触器。旁路接 触器必须与软起动器并联 、 也是一个方面。 我们曾作以下处理 ： 变压器低压 量 电阻值符合规定。 检查确认无误后 ， 在软 启动 使用 ， 保证相序一致 ， 并 避免造 成相 问短路 ， 损 侧集中并联 电力电容器、拍 门由实体改为空体 器输出端接上 一台 ５ Ｋ 电动机 （ ５Ｗ 运行时 电流 坏软起动器。 结构 、轴 流 泵 出水 穿 墙 管 道 上 方 连 接 直 径 不小于软起动器额定 电流的 ０２倍 。） ． 设置 电压 ４５晶闸管调压软起 动器一般 不带短路保 ． １０ Ｍ的通气管道 （ ０Ｃ 管道预 置在泵房墙 体 中， 斜坡＋限流起动方式 、起动初始 电压值为额定 护 ， 回路必须加快 速熔 断器 ， 要与 晶闸管 容量 匹 不可用断路 器取代 。 高程超出泵 的最大扬 程） 轴流泵 出水管道与泵 电压 ４ ％、 、 ０ 电流 限制值 为额定 电流 ３ ０ 停机 配 ， ５ ％、 体 之间用软联 接连 接、靠近 混流泵泵体 的进水 选择软停 机方 式、时 间设 置为 １ Ｏ秒等技 术参 ４ 晶闸管调压软起动 器和 电动机之间 的 ． ６ ０ 因为导线较长 管道上方 用 闸阀控 制一 直径 ２５ Ｍ通 气 管道 数。在电动机与软启动器连接 前 ， ５ ０ ．Ｃ 用 ０ Ｖ绝缘 连接导线尽可能的在 ５ ｍ之内 ， （ 停机前 打开闸阀 ， 坏真 空） 这些处理只能是 电阻测 试器检查 电动机 和电缆 的绝缘 状态符合 时 ， 问的分布 电容会 产生较大的高频 电流 ， 破 。 导线 定程度 上起 到缓 解作用并没有 从根本 上解决 规定 ，然后将 电动机连接到软启动器 输出端进 会造成软起动过 电流跳 闸或是漏 电流增 加 ， 电 电机直接或是 降压起动及 自由停 机带来 的诸多 行 启动试验。第一次软启动前对机械 进行人力 流显示 数值不精确 。 问题 。 盘 车 ， 机械无 “ 检查 卡堵 ” 现象 ， 然后进 行设备启 ４ 一般情 况下 ， ． ７ 如果没 有必要 软停机 ， 那 ２晶 闸管 调 压 软 起 动 器 的应 用 动试验并 确认起动参数 ， 正式投人生产 。（ 见表 么应选 择 自由停机模式 ， 样可避免软停时 电 这 ） 压下降 瞬间 电动机受 到一个 小 的 电流 冲击作 ２１２ ０ ． ０４年我们 在 王渡 电力 排灌 站技 术 １ 改造工程 中， 采用磁控式软起动器起 动电机 ， 选 ３应用晶 闸管调压软起动器后 的效果 用。如 果用一 台软起动 器起 动二台电机或是多 择 Ｂ Ｋ －２ ０ Ｃ Ｇ－ ８ Ｋｗ 电机软起 动器。虽然其 结构 ３１ 动电流的有效控制 ，改善 了电动机 台电机，这种方式下软起动 器的软停功能不能 ．起 简单 ， 性能可靠 ， 过载能力强 ， 起动过程 中， 电压 起 动大 电流对 电力变压器和电 网的 冲击 ；采用 使用 ， 同时必须另设电 动机的过载保护 。 系统 中 无极平滑地从初始电压值上升到全压 ，但是 初 泵 控制功 能， 自动调节输 出转矩 ， 以最 大限度地 各电机的起停控制 回路可设 为继 电器控制或可 始 电压不 可调（ ０ Ｖ ， ２ ０ ）这样 在起 动时仍存在 一 减少机械 冲击 、 泵的喘振及“ 水锤效应 ” 而且三 编程序 控制器（Ｌ ） ， Ｐ Ｃ控制 。 ４８勿用兆欧表 测量端 子问及可 控硅两端 ． 次 电流 冲击 ，而且软起动装置需要有相对 功率 触头交 流接触器实现无弧分合 。 以免对软起动器产生破 坏。 测量绝缘电 较大 的辅助 电源 ， 另外噪音大 。 ３ 采用接触器旁路 工作模式 ，利用 了原 的电阻 ， ． ２ ２２随着 软起 动 技术 的发 展及 价 格 的 回 有 电气设备 ， ． 须拆除软起动器 内控制 盒的接 地线 ， 并且 降低晶闸管的热损耗 ， 高系统的 阻时 ， 提 落 ，使晶闸管调压软起动器在泵站 电机起动及 效率 。 将 电源进 出线 ６ 个端子用导线短 接 ，用兆欧表 停机的控制应用上成为可能 。晶闸管调压软起 ３ 两年多来 ， ． ３ 运行 可靠 ， 电气及 机械设 备 测量 主 回路对机 壳 之 问的绝 缘 电阻应 不小 于 ５ ０ＭＱ 。 动器 ， 可以限制电机起动期问的压降 ， 转矩匀速 完好率大大提高 ， 维护 、 保养方便。 平滑上升 ， 没有冲击转矩和冲击电流 ， 且有一拖 ４晶闸管调压软起动器应 用中注意事项 ４ 退 出故 障状态 前需检查 起动信号 是否 ． ９ 如果起动信号有效 ，
大功率晶闸管软启动参数
大功率晶闸管软启动参数一、晶闸管软启动概述晶闸管软启动技术是指在交流电源下，通过控制晶闸管的导通角度和半波周期内的导通时间，使电机在启动过程中逐渐加速达到额定转速的过程。
晶闸管软启动技术可以减小电机在启动时的冲击电流和机械振动，从而保护电机和设备。
二、晶闸管软启动参数1. 软起动时间：软起动时间是指从起始时刻到达额定转速所需的时间。
软起动时间应根据具体情况进行调整，一般情况下应控制在5-10秒之间。
2. 软起动电压：软起动电压是指在启动过程中逐步增加的电压值。
根据实际情况调整，一般情况下应控制在50%-70%之间。
3. 软起动斜率：软起动斜率是指从开始到达最高点时电压增加的速率。
斜率越大，则加速度越大，但也会带来更大的机械振动和噪音。
一般情况下，斜率应根据具体情况进行调整。
4. 软停止时间：软停止时间是指在停止过程中逐渐减小电压的时间。
软停止时间应根据具体情况进行调整，一般情况下应控制在5-10秒之间。
5. 软停止电压：软停止电压是指在停止过程中逐步降低的电压值。
根据实际情况调整，一般情况下应控制在50%-70%之间。
6. 软停止斜率：软停止斜率是指从开始到达最低点时电压减小的速率。
斜率越大，则减速度越大，但也会带来更大的机械振动和噪音。
一般情况下，斜率应根据具体情况进行调整。
7. 触发脉宽：触发脉宽是指晶闸管控制信号的脉宽。
触发脉宽越长，则晶闸管导通角度越大，启动时的冲击电流越小；反之，则启动时的冲击电流越大。
触发脉宽应根据具体情况进行调整。
8. 触发延迟角：触发延迟角是指晶闸管控制信号与交流电源波形之间的相位差。
触发延迟角越小，则晶闸管导通角度越大，启动时的冲击电流越小；反之，则启动时的冲击电流越大。
触发延迟角应根据具体情况进行调整。
三、晶闸管软启动的优点1. 减小了电机在启动过程中的冲击电流和机械振动，从而保护电机和设备。
2. 延长了电机的使用寿命，降低了维修成本。
3. 节约了能源，减少了能源消耗和排放。
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。
软启动的选择与应用
［ ｅ ｏｄ］ｓｆｓ ｒ Ｋ ｙ ｒｓ ｏｔｔ ｔ ｗ －ａ ；ｍｏｏ；ｓ ｒｎ ｄ；Ｓ Ｒ ｔ ｔ ｔ ｇｍｏ ｅ Ｃ ｒ ａｉ
随 着国 民经济 的飞速发 展 ，科 学技 术 的 日新月异 ，智能控 制 系统得 到 了广泛 的应用 。如： 智能 大厦 、无人值 守泵站 、无人值 守供热站 、各种遥 控调度 系统 、生 产作业 自动化 等等 。这 正 是 国家实现 科学技 术现代 化 的重要标 志 ，也 是每一 个技 术人 员肩 负的重要 责任 。
一÷ ０ 。 ｌ ０ ｜
鼠笼型 异 步 电动机 电子软 启动 器 的 诞生 给技 术 人
员解 决 了这 个 问题。 它既 能改变 电动机 的起 动特性 保护 拖动 系统 ， 更能保 证 电动机 可 靠起动 ， 又能 降低起 动冲
电动机 不利 ；
２ ）斜 坡 电压起 动是 电压 由小 到大斜坡 线性 上升 ， 它是将 传统 的降压 起动 从有 级变 成 了无 级 ，主要 用在 重 载起 动 ，它的 缺点是 初始 转矩 小 ，转矩 特性抛物 线
ｃ ｒ ｃｅ ｉｔｃ ｆｔ ｏｆ ｓａ ｔ ｒ ｎｄ ｔ ｅ ｉｓ ｓｏ ｅ ｅ ｔｏ ｆｔ ｏ ｔｓａ ｔ ｒｉ ｈ ｉ ｅ ｅ ｈａ ａ ｔｒｓｉ ｓｏ ｈｅ ｓ ｔ ｔ ｒｅ ，ａ ｈ ｓｕｅ ｆｔ ｓ ｌｃ ｉ ｎ ｏ ｈｅ ｈｅ ｓ ｆ ｔｒ ｅ ｎ ｔ ｅ ｄ ｆ ｒ ｎｔ ｃｒｕｍｓａ ｅ ． ｉｃ ｔｎｃ ｓ
是起动 时 间较 长 ；４ ）转矩 加突跳 控制起 动 与转矩控 制 起 动 相仿也 是用 在重载 起动 ，不 同的是在 起动 的瞬 间
用突跳 转矩 克服 电机静 转矩 ，然 后转 矩平 滑上升 ，缩 短 起动 时 间。但 是 ，突跳会 给 电网发送 尖脉 冲 ，干扰 其 它 负荷 ，应 用时要 特别 注意 ；５ ）电压控 制起动 是用
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2
x
I
2 T(AV)
/4
0
I RMS =1.57
x
I T(AV) -----------------------------------------(2) 因双向可控硅晶闸管额 所以只能用交流有效
2
两 只 单 独 封 装 的 晶 闸 管 反 并 联 交 流 有 效 值 :I RMS 如图 b 值 I RMS 标 称 由 公 式 (1) 每 个 晶 闸 管 通 过 的 半 波 峰 值 均 为 Im = 该正弦波峰值为 I T(AV) 正负两个半波刚好组成 两只独立封装可控硅反并联后形成一个双向可控硅 因流过的电流为交流电 平均值为零 定电流不能用平均值标称
电压不能突变的特性吸收尖峰电压 短 最好采用无感电阻 路中过大的电流会将该线烧断 晶闸管额定电 流 A 电阻 R 电容 C Ω µF
实 际 工 作 中 容 量 超 过 7.5KW 的 电 机 都 要 求 降 压 启 动 采用晶闸管数字控制软启动器
磁控降压启动器 的好处 应力 备
或两次的大电流冲击
主要表现在降低电机的起动电流 延长电机及相关设备的使用寿命
起动参数可视负载调整
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晶闸管电机软起动器工作原理
晶闸管在电机软起动器中的应用是一种利用晶闸管进行交流调压的应用 可以相控 转矩 电流 改变晶闸管导通的相位角 调压的特点 定子上电压的平方成正比的 Ie 的比例 因此改变加在电机定子绕组上的电压 设定电机的起动电流
电
机
380V 功 率 KW 5 5 7 5 11 15 17 22
晶闸管额 定 电压 V 1200
电 机 额 定 电 流 Ie A
晶闸管封装形式
11 15 22 30 34 44
模块
30 37 45 55 75 90 110 135 150 200 250 280 320 400 450 500
60 74 90 110 150 180 220 270 300 400 500 560 640 800 900 1000
三
晶闸管在电机软起动中的应用 电机起动时起动电流一般为额定电流 大 对变压器的容量要求更高 因此 自耦降压启动 同时也对其它的用电设备造成很大的影响 /Y 变 换 降 压 启 动 等 降低配电容量 不管那种方式对电网还是存在一 具有比上面介绍的启动器更加优越 避免增容投资 降低起动机械 保护设 易于改善工艺
使 晶 闸 管 承 受 的 过 电 压 限 制 在 正 反 向 不 重 复 峰 值 电 压 V RSM 正向电流下降到零时
当晶闸管关断
作用下会瞬间出现反向电流
串 联 的 电 感 很 小 由 于 反 向 电 势 V=-Ldi/dt,所 以 也 能 产 生 很 高 的 电 压 尖 峰 (或 毛 刺 ),如 果 这 个 尖 峰 电 压 超 过 晶 闸 管 的 最 大 峰 值 ,就 会 损 坏 器 件 对于这种尖峰电压一般常用的方法是在器件两端并联阻容吸收回路 利用电容两端
对晶闸管额定电流的选择
相 当 于 两 个 安 培 的 电 流 例 如 一 个 55KW 的 三 相 交 流 电 机 其 每 相 额 定 电 流 有 效 值 是 110A 考虑两倍以上的放大余量 管 因 此 选 择 额 定 平 均 电 流 为 275A/2.22 150A 以 上 晶 闸 管 模 块 125A 以 上 的 平 板 式 晶 闸 或 选 额 定 平 均 电 流 为 275A/1.8 MTX 系 列 即装置不带旁路接触器 则对应
各系列电机对晶闸管的选择列表如下 仅供参考 而且假设装置仅仅是用于电机软起动 即 装置带旁路接触器 如果装置还用于电机节能经济运行 的电流值应按 2 倍以上考虑 而且还必须保证足够的散热条件 软起装置 推荐晶闸管 额 定 电 流 IT A MTX-40A MTX-40A MTX-55A MTX-55A MTX-70A MTX-90A
晶闸管电压指标有
断态反向不重复峰值电压
中重复意味着晶闸管阴阳极承受的电压在一定的漏电流范围内是可以重复施加的 温和结温时漏电流额定值不一样 下 标称 结 温 漏 电 流 在 20mA 以 下 所以讲耐压指标时 不能脱离漏电流 一般地说
复意味着晶闸管阴阳极承受电压的最大峰值 超过此最大值漏电流变大 超过额定值 室 漏电流指标生 产商在产品说明书中或合格证中都给出了明确的范围 室 温 漏 电 流 在 2mA 以
6000V 以 上 阳极 A
英 文 为 Thyristor,也 称 为 可 控 硅 四 层 三 个 PN 结 的 功 率 半 导 体 器 件 流控制型器件 去
Silicon Controlled Rectifier 一是阳极电位高于阴极电位 它还能导通
它有三个电极
要使其导通必须具备两个条件
门极施加足够功率和宽度的触发脉冲信号 只要流过器件的正向电流大于维持电流 发信号来关断晶闸管是不行的 电流减小至维持电流以下 压) 直至其关断 相对其他功率器件
各种不同类型的电力电子变换装置中被广泛使用
交流电机软启动就是一个典型的应用
二
晶闸管参数说明 作为使用者来说 要正确使用晶闸管 首先就要对晶闸管的各项电气参数有一个详细的了解 大多数人并不完全了解 如晶闸管额定电流标称的 因此有必要 两者之间是有根本区别的 但往往在实际工作中
这样就可以正确地选型 是平均值概念
实际工作中负载标称的额定电流是有效值
对几个主要参数作出一些说明
晶闸管额定电流平均值
I T(AV)
I F(AV)
( 图 (图 c)
a)
( 图
b)
从 图 a 中 可 以 计 算 出 额 定 通 态 电 流 平 均 值 I T(AV) 和 正 弦 半 波 电 流 峰 值 Im 之 间 数 学 表 达 式 为 :
因此过高的直流份量会使得电 另一方面
从而使电机报废
由于管芯在装配之前已进行过严格挑选
因此其一致性还是有所保障的 以能兼容器件触发参数的差异
四
晶闸管的保护 由于晶闸管的击穿电压接近工作电压 量小 工作时自身发热严重 一 般 Tj MA X = 125Cº 温极限值 线路中产生的过电压易造成器件电压热击穿 器 件 内 PN 结 温 Tj 同时其热容 如果不及时将这些热量排除 势必超过晶闸管的结
其次应考虑经济性即性价比
晶闸管的正反向重复额定电压
V DRM V RSM 选 择 为 1200V
对 于 高 压 660V 的 电 机
则 应 至 少 选 择 电 压 为 2200V 以 上 的 晶 闸 管 一般来说
晶 闸 管 的 耐 压 至 少 选 择 电 压 为 3500V 以 上 必须考虑电机的额定工作电流 Pe(安 培 ) 三相电机每相额定 即每一个千瓦 KW Ie 按 Ie=(2.5-3) 电 机 的 额 定 功 率 KW
MTX-110A MTX-135A MTX-160A MTX-182A MTX-200A MTX-250A MTX-350A MTX-400A MTX-500A KP600A KP800A KP1000A KP1000A KP1200A KP1500A KP1500A 平板式晶闸管
在 电 机 软 起 动 装 置 中 ,由 于 多 是 采 用 两 个 独 立 晶 闸 管 器 件 反 并 联 组 成 的 交 流 相 控 调 压 正 负 半周各对应一个晶闸管工作 触发参数 成分电流流过电机 机定子发热严重 发线路设计中 因此对两个反并联器件参数的一致性要求较高 尽量让正负半波对称 从这点来看 负载为电感性 包括晶闸管 否则会有直流 晶闸管模块 在触 维持电流参数等也都尽量要求挑选一致 由于电机为线圈绕组 甚至会烧毁电机线圈绕组 尽量采用强触发的方式
利用晶闸管
我们知道电机转子上的力矩是与加在 可改变电机转子上的 即限电流 电机的起动电流按与额定
从而可根据电机负载的具体情况 其工作原理如下图
可设定电机起动电流为
0.5 Ie; Ie;; 2 Ie; 3 Ie; 4 Ie
起动方式
晶闸管电机软起动器工作原理示意图
2
晶闸管的选择 晶闸管是电机软起动器中最关键的功率器件 定电流 电压等参数有很大的关系 线 电 压 为 380V 余量倍数必须足够 对于低压电机 足够 的更高压电机 电流有效值 整机装置是否工作可靠与正确选择晶闸管额 即电流 电压 最后应考虑安装美观 体积尽量减小等 对 于 高 压 1100V 选型的原则应该首先考虑工作可靠性
但 由 于 考 虑 到 MTX 内 部 每 个 晶 闸 管 额 定 平 均 电 流 IT(AV)值 是 在 单 独 测 试 情 况 测 得 的 , 双 管 芯 同 时 工 作 时 (严 格 说 相 差 10ms 交 替 导 通 ),管 芯 之 间 热 量 相 互 会 有 一 点 影 响 I RMS =(1.6-2.0) 晶闸管耐压的参数 V DRM I T(AV) 考 虑 平 均 值 和 方 均 根 (即 有 效 值 )为 宜 V DRM ;V RRM ; V DSM ;V RSM 断态正向不重复峰值电压 V RSM V DSM 断态正向重复峰值电压 V RRM 以上概念 不重 断态反向重复峰值电压
对 重 复 峰 值 电 压 和 不 重 复 峰 值 电 压 国 外 一 般 按 VDRM= VDSM-100V VRSM= VRSM-100V 国内一般按 VDRM= VDSM-200V %标 称 Ie 的 6-7 倍 因此在起动瞬间对电网冲击很 传统的降压启动方式有 VRRM= VRSM-200V 或 VDRM= VDSM 80-90 % VRRM= VRSM 80-90
晶闸管具有如下特点 一般几十个毫安 GTR MOSFET 不 同
导通后即使控制门极触发信号撤 也就是说通过关断触 必须将维持导通的 要想关断它
这 点 与 IGBT
因 此 有 时 需 要 进 行 强 迫 关 断 ,即 在 需 关 断 时 ,对 它 施 加 反 偏 置 电 压 (即 反 晶闸管因其具有低的导通压降 过流能力强 耐冲击 耐高压 所以在