交流电动机的软启动器的设计学士学位论文(编辑修改稿)

交流电动机的软启动器的设计学士学位论文(编辑修改稿)内容摘要：

⑥ 由于晶闸管造型和考虑散热，因此体积大。 软启动的优点：电动机的启动与保护及控制集于一体，强大的智能控制器全部发挥作用，由于采用机械冷风能够适用频繁启动场合，电路简单便于维护和检修。 (2)旁路运行软启动器。 旁路型软启动器克服了在线运行的缺点和技术难度，即电动机启动完成后旁路到接触器上运行。 回避了晶闸管在线运行的缺点，尤其不需要机械风冷。 但是，同时也带来四个方面的缺点： ① 电路 复杂，系统可靠性降低： ②强大的智能控制器不能充分利用，有的不能对电动机保护： ③增加成套装置的体积和成本： ④ 增加维护与检修的难度。 应用中大多数采用了旁路运行方形，即便选用了在线运行方式的软起器，有许多还是加载一套旁路运行接触器，回避了晶闸管在线运行的缺点。 （图 1） 图 1 在线运行软启动器电路图 (3)内置晶闸管旁路型在线运行软启动器。 内置晶闸管旁路型在线运行软启动器（简称内置旁路型软启动器），是在线运行软启动器内部设计了一套机械触头与晶闸管并联，在电机软启动和软停车过程中由晶闸管运行，机械触头断开，当 电机正常运行时晶闸管断开，机械触头闭合。 这套动作过程是通过内部控制自动完成的，对外部接线来讲是一个装置，以称为在线运行。 它的优点是具备上述两种类型的所有优点同时回避它们各自的缺点。 优点：电路简单；自然风冷；晶闸管只管启动停车，回避晶闸管在线运行所带来的功耗和散热；体积小；强大智能`河北师范大学职技学院学士学位论文 10 控制器得以全面发挥，能对电动机起到启停与保护控制；节省成套空间；由于晶闸管和机械触头组合一体的设计，通过智能控制器实现了机械触头无电弧，使得机械触头的电寿命等于机械寿命，与旁路型相比大大提高了系统的可靠性。 节能：相比较旁路型而言的，由于内部旁路型的机械触头采用了无电弧控制，其银点的硬度降低，因此触点的接触电阻也降低；从而使机械触头的闭合压力大大降低，机械触头的吸合磁力减小，降低了能耗和触头的能耗降低，与旁路型相比综合起来能省 50%以上。 (4)软启动的选型 在此有必要区分的是频繁启动还是不频繁启动，对于软启动器来讲，一般情况下如果启动时间不超过 2min，不超过 30 次 /小时，即可定为不频繁启动，大于次数应按频繁启动考虑。 频繁场合要按电动机的启动电流选取，因此软启动器一般选取管子的电流是电动机的 2~ 倍。 不频繁下充分利用管子的短时过载能力，所以在不频繁启动的条件下，应加大软启动器的容量，根据频繁度的不同取在 ~ 倍即可。 软启动要有过载保护、断相保护和温度补偿功能的热过载继电器。 具体选用时，要使电动机的工作电流在热元件整定电流范围以内。 工作时容易过载的设备，要使电动机的额定电流值靠近热元件整定电流范围的下限。 第 3 章 三相交流异步电动机软启动 11 第 3章 三相交流异步电动机软起动 本章介绍交流调压的原理，软启动的设计主电路及几种启动方式。 最后应用 Matlab简单仿真。 晶闸管交流调压电路 用晶闸管对单相交流电压进行调 压的电路有多种形式，以应用最广泛的反并联电路为例分析，晶闸管控制采用相位控制方式。 (1)电阻性负载的情形 单项交流反并联电路如图 2示。 当电源电压 Us为正半周，控制角为 α 时，触发晶闸管 VT1使之导通。 电源通过 VT1向负载 R供电，Us过零时， VT1自行关断。 Us负半周时在同一控制角 α 触发 VT2使之导通，电压通过 VT2向负载供电。 不断重复上述过程，在负载 R上就得到正负对称的交流电压，如图 3示。 显然，改变控制角 α就可改变负载 R上交流电压和电流的大小。 图 2 单项交流反并联电路 图 3 单项交流调压原理图 VTT1 VT2 ~Us R 0 U t α α+π 河北师范大学职技学院学士学位论文 12 (2)电阻 —电感性负载的情形 当交流调压电路的负载是像交流电动机那样的电阻 —电感性负载时，晶闸管的工作情况与电阻性负载时就不相同了，此时晶闸管的工作不只与触发控制角 α 有关，还与负载电路的阻抗角 φ 参数有关。 在单项交流调压电路中，当以阻抗角 φ 来表征电阻 —电感性负载的参数情况时，通过一系列，得到如下结论：对电阻 —电感性负载的，晶闸管调压电路应采用宽脉冲或脉冲列方式触发，晶闸管控制角的正常移相范围范围为 φ ≤ α ≤ 180176。 软启动器的主电路 图 4以晶闸管组成的软启动器的主电路图。 图中 VT1—VT VT3—VT VT2—VT5三个反并联普通晶闸管模块串接在电动机的三相电路中； M为电动机。 图 5 在电动机启动过程中通过控制电路中触发相角控制模块 (宽脉冲或双窄脉冲 )来控制晶闸管的导通角 θ 的大小， 使电动机的启动电压根据所设定的规律进行变化。 这样， 电动机启动电流大小、 启动方式及启动时间均可任意调整与选择， 使电动机处于最佳启动状态。 同步电压采集 触发相角控制 三相电源 SCRS 启动控制 保护控制 信号采集 M ~ ~ 图 5 软启动器的系统框图 VT1 VT4 VT3 VT6 VT5 VT2 M ~ A B C 图 4 晶闸管组成的软启动 第 3 章 三相交流异步电动机软启动 13 以斜坡电压起动方式为例设计起动控制流程图，采用开环控制电机上电瞬间，系统发出触发脉冲给晶闸管，使得输出电压很快上升到设定的初始电压。 然后按照一 定的触发规律继续发脉冲，使得电机的电压按照线性斜坡上升。 在起动过程中要不断的查询设定的时间到达与否，时间到，则电机起动完毕，软起动器旁路。 电动机软启动器的几种启动方式 (1)斜坡电压软启动 早期的软启动器是以启动电压为控制对象进行软启动的。 图 7斜坡电压控制 图 7中， 启动电压先以设定的速率增加， 然后再转为额定电压。 这种启动方式比传统的自耦变压器或 Y—△ 降压启动有了较大的进步， 但在某些工作状态下应用时， 还会出现较大的t U 0 Us 开始 开始 开始 开始 触发角 α 输出 开始 开始 开始 按线调整 α 开始 开始 开始 A/D 采样 开始 开始 开始 到初始电压 ? 启动完毕。 Y N N N Y 结束 开始 开始 开始 图 6 斜坡电压起动程序流程图 河北师范大学职技学院学士学位论文 14 二次冲击电流， 而且容易损坏晶闸管。