交流電動機的軟啟動器的設計(共23頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第1章 緒論籠式異步電動機是工業(yè)企業(yè)應用最廣泛的用電設備。對于容量較大的電動機，如果采用直接啟動，則啟動時沖擊電流很大，將會對電網(wǎng)及其他負載造成干擾甚至危害電網(wǎng)的安全運行。因此，對大容量的籠式異步電動機，不能采用直接啟動方式。以往采用降壓啟動方式，減少啟動電流，早期的啟動方式有：串聯(lián)電抗或電阻，星三角轉(zhuǎn)換，串聯(lián)自耦變壓器等。作為異步電動機的啟動設備軟啟動器，利用晶閘管交流調(diào)壓技術制作，從20世紀70年代開始推廣應用，同時, 由單片機作為控制電路的軟啟動器還可以將軟啟動、 軟制動、 輕載節(jié)能技術和缺相、 過載、 短路、 漏電等保護措施融于一體,因而具有廣闊的應用前景。1

2、.1對電機軟啟動技術的要求異步電動機在直接啟動過程中, 自電源流入定子繞組的電流可達其額定電流的7 倍以上, 這種大的沖擊電流容易造成電網(wǎng)電壓顯著下降, 這不僅使電動機起動轉(zhuǎn)矩減小(起動轉(zhuǎn)矩與電源電壓的平方成正比)而啟動困難, 還會影響接在同一電網(wǎng)的其它用電設備, 如使附近照明燈變暗, 附近正在工作的其他異步電動機的轉(zhuǎn)矩減少, 轉(zhuǎn)速下降等, 尤其是大容量電動機, 由于其起動電流較大, 起動時間較長, 對同一電網(wǎng)的其它用電設備影響更大。 傳統(tǒng)的電機軟啟動技術主要是為了緩解或消除由于電機啟動力矩過大對電氣系統(tǒng)、機械設備和工藝系統(tǒng)所造成的影響和損害，使其能夠安全穩(wěn)定運行。 隨著工業(yè)科學技術的發(fā)展和社

3、會需求的增加，人們對轉(zhuǎn)動設備的啟動和運行以及到停止全程的平穩(wěn)性、機械穩(wěn)定性、工藝上的精密性要求更高，同時對設備的節(jié)能和操作控制上的現(xiàn)代化水平要求的更高，人們希望電機的啟動和停止要柔軟，運行安全、經(jīng)濟、可靠，適應性強、配置靈活，實現(xiàn)電機驅(qū)動的精密控制、精密調(diào)整目前的電機軟啟動器、變頻器、串級調(diào)速等技術，從根本上改變了傳統(tǒng)的單一的降壓或限流的電氣接線方式和控制原理，實現(xiàn)了對電機啟動到停止的全過程的電壓、電流、相位和頻率的控制和調(diào)整。 使啟動過程中的電機得到有效控制，特別是，變頻調(diào)速和串級調(diào)速實現(xiàn)了對電機運行速度根據(jù)負荷要求進行調(diào)整，實現(xiàn)了人們對電機軟啟動的各項要求。 1.2 軟起動在交流電機起動中

4、的應用 現(xiàn)代社會中，電動機的應用遍及各個行業(yè)，并起著十分重要的作用，為了更好地使用和發(fā)揮其作用，對電動機的啟動開發(fā)了電子軟啟動器，大大提高了其使用的安全性，減少了故障率，提高了效率。   隨著電力電子技術及微電子技術的快速發(fā)展，國內(nèi)交流電機軟啟動器的應用已非常廣泛。由于直接啟動過大的沖擊電流和突跳轉(zhuǎn)矩易造成電機、電氣及機械設備較大的損害，而傳統(tǒng)的降壓啟動方式仍存在較大的啟動沖擊電流，所以一般情況下對中大容量電機，在經(jīng)濟條件允許的情況下盡量使用軟啟動器，而且一般情況下應采用一臺軟啟動器拖動一臺電機的控制方案，這樣軟啟動器不僅作為軟啟動器件，還可以作為一個完善的電動機

5、綜合保護器使用。對負載等級要求一般的使用場合，也可采用一臺軟啟動器循環(huán)拖動多臺電機負載的方案。短期展望，電機起動將仍然以各種形式的降壓（限流）軟起動為它的主要形式。從理論上說，性能價格比高的產(chǎn)品將占有更大的市場份額。但是，在各種應用場合，人們對于各種性能的側(cè)重面不同，使各類起動產(chǎn)品 （包括傳統(tǒng)的星三角起動）都可能會贏得自己的市場。長期展望，隨著軟啟動價格的逐漸下降，可靠性的進一步提高，未來將成為主流產(chǎn)品的軟起動裝置。 專心-專注-專業(yè)第2章 交流電機起動本章介紹異步電動機的幾種啟動方式，分析傳統(tǒng)啟動的優(yōu)缺點，同時與晶閘管軟啟動器進行比較，最后簡介軟啟動的應用。2.1異步電動機的起動轉(zhuǎn)矩分析&#

6、160;根據(jù)電機學原理，啟動時， S =1，因此啟動電流和啟動轉(zhuǎn)矩分別為式 (1-1)式 (1-2)由式(1-1) 、 式(1-2)可知，在轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)差率一定時，動轉(zhuǎn)矩與定子兩端電壓平方成正比，啟動電流與定子兩端電壓成正比。同時在電動機啟動時 ，由于定子、 轉(zhuǎn)子電流比額定電流大很多 ，使得漏磁路中的鐵磁部分發(fā)生飽和，X1和X2變小，啟動轉(zhuǎn)矩 Tst與啟動電流 Ist變大。因此電機啟動時 ，如果將電壓直接加到定子兩端 ，將產(chǎn)生極大的沖擊轉(zhuǎn)矩和沖擊電流 ，對設備很不利。所以采取降低定子兩端電壓的方法 ，此時啟動電流按比例減小 ，啟動轉(zhuǎn)矩按平方減小。軟啟動器就是根據(jù)該原理進行設計的，采用的是晶閘管交流

7、調(diào)壓電路 ，降低加在定子兩端的電壓，從而減小啟動電流。然后逐漸升高電壓值，使異步電動機平穩(wěn)啟動。2.2電動機的直接啟動 通常電動機的啟動方式有兩種：一種是在額定電壓下的直接啟動方式，又被叫做硬啟動，另一種是調(diào)整電機的啟動電壓或電流的啟動方式，也被稱為軟啟動。在實際應用中多數(shù)電氣設備是采用直接啟動，這種方式系統(tǒng)接線簡單，操作和維護方便，啟動速度快，是一種最簡單，最常用的啟動方式。 但是直接啟動存在一定的危害和局限性如： (1) 直接啟動的電機的啟動電流很大對電網(wǎng)沖擊大。 一般電機空載啟動電流可達額定電流的47倍，帶載啟動時可達810倍或更大，并由此會造成電網(wǎng)電流瞬間增加，導致電壓下降，對其他運行

8、中電設備造成影響，還可能使低電壓保護動作，影響相關設備的安全運行，使電機本身及系統(tǒng)的繼電保護的整定和配合增加難度，降低了保護的靈敏度。 (2) 直接啟動的電機由于過大的啟動電流會使電機繞組發(fā)熱，導致絕緣老化加速，影響電機壽命，同時機械沖擊過大往往會造成電動機轉(zhuǎn)子籠條、端環(huán)斷裂和定子端部繞組絕緣磨損，導致?lián)舸龣C，轉(zhuǎn)軸扭曲，聯(lián)軸節(jié)、傳動齒輪損傷和皮帶撕裂等。(3) 直接啟動的電機在啟動時，其機械系統(tǒng)容易由于電氣系統(tǒng)的突變而對機械系統(tǒng)造成沖擊，如：風機、水泵等受電機啟動過程中的壓力突變往往造成泵系統(tǒng)管道、閥門的損傷，縮短使用壽命；影響傳動精度，甚至影響正常的過程控制。 根據(jù)以上這些情況為了保證安全

9、和可靠性、經(jīng)濟性、在對電動機直接起方式的選擇上制定了一些限制條件。 一是根據(jù)生產(chǎn)機械特性和工藝要求，確定是否允許拖動電動機直接啟動；二是，根據(jù)電動機的容量與供電系統(tǒng)的變壓器容量的比值來確定，要求電機容量要小于變壓器容量的10%15%；三是，要求電機啟動過程中的電網(wǎng)電壓降不大于額定電壓的15%。 對于中、大功率的電動機一般都不允許直接啟動，而要求采用一定的啟動設備，通過降低電機啟動時的電壓方式完成正常的啟動工作，被稱為降壓(限流)軟啟動。2.3傳統(tǒng)軟啟動方式及適用場合降壓啟動的目的是減小啟動電流，但它同時也使啟動轉(zhuǎn)矩下降。 對于重載啟動，帶有大的峰值負載的生產(chǎn)機械，就不能用這種方式啟動。 傳統(tǒng)的

10、降壓啟動有以下幾種方法 ： (1) 星形/三角形轉(zhuǎn)換器：這種方法適用于正常運行時定子繞組采用接法的電動機。 定子有6個接頭引出，接到轉(zhuǎn)換開關上，啟動時采用星形接法，啟動完畢后再切換成接法。 啟動電壓較運行電壓降低了3倍。 這種啟動設備的優(yōu)點是啟動設備簡單，啟動過程中消耗能量少。 (2) 自耦變壓器降壓啟動：自耦變壓器高壓邊接電網(wǎng)，低壓邊接電動機，一般有幾個分接頭，可選擇不同的電壓比，相對于不同啟動轉(zhuǎn)矩的負載，在電動機啟動后再將其切除。 其優(yōu)點是啟動電壓可以選擇，如0.65， 0.8或0.9UN，以適應不同負載的要求。 缺點是體積大，重量重，且要消耗較多有色金屬，故障率高，維修費用高。 (3)

11、磁控軟啟動器：磁控軟啟動器是利用控磁限幅調(diào)壓的原理，在電動機啟動過程中電壓可由一個較低的值平滑地上升到全壓，使電動機軸上的轉(zhuǎn)矩勻速增加，啟動特性變軟，并可實現(xiàn)軟停車。 但其起控電壓在200V左右，用戶不可調(diào)整，會有較大的電流沖擊，且體積較大。 (4) 串聯(lián)電抗器：對于高壓電機，可在定子線路中串聯(lián)電抗器或水電阻實現(xiàn)降壓啟動，待啟動完成后再將其切除。 但電抗器成本高。 (5) 串接頻敏變阻器：對于繞線式異步電動機，可在轉(zhuǎn)子繞組串接頻敏變阻器啟動，待啟動完成后再將其切除。 但頻敏變阻器成本高。（6）電解液液阻限流的軟啟動：液阻是一種由電解液形成的電阻，它導電的本質(zhì)是離子導電。其阻值正比于二塊電極板的

12、距離，反比于電解液的電導率，極板距離和電導率都便于控制，且液阻的熱容量大。液阻的這兩大特點(阻值可以無級控制和熱容量大)，恰恰是軟啟動所需要的，加上另一個十分重要的優(yōu)勢即低成本，使液阻軟啟動得到了廣泛的應用。但基于液阻限流，液阻箱容積大，且一次軟啟動后電解液通常會有1030的溫升，使軟啟動的重復性差；移動極板需要有一套伺服機構(gòu)，移動速度較慢，難以實現(xiàn)啟動方式的多樣化；液阻軟啟動裝置液箱中的水，需要定期補充。電極板長期浸泡于電解液中，表面會有一定的銹蝕，需要作表面處理(一般23次/年)；液阻軟啟動裝置不適合放置在易結(jié)冰或顛簸的環(huán)境中。2.4傳統(tǒng)啟動方式存在的問題以上幾種加壓啟動方式，不論是采取星

13、形/三角形轉(zhuǎn)換器、自耦變壓器降壓、自耦變壓器降壓和串聯(lián)電抗器或水電阻，都是在原電機系統(tǒng)中增加一個降壓或限流設備，這樣就使系統(tǒng)變得復雜了，其缺點是：一是設備系統(tǒng)復雜不便于操作和管理，增加了故障點，特別是有二次電流沖擊，使設備故障率高，需要經(jīng)常維護，所以不宜使用在頻繁啟動的設備上；二是設備的體積大，重量重，且要消耗較多有色金屬，耗電量增加，維修成本高；三是，調(diào)整不靈活，會有較大的電流沖擊，且不利于安全運行。 值得指出的是：盡管各種老式軟啟動方法各有其優(yōu)缺點，但它們有一個共同的優(yōu)點：就是沒有諧波污染。2.5晶閘管軟啟動器的性能(1)晶閘管軟啟動裝置采用電力電子集成電路，由PLC或單片機數(shù)字控制的調(diào)壓

14、(電流)節(jié)能的電機軟啟動設備。 它主要是串接在電機電源回路中，實時控制電動機的啟動電壓或電流，由此起到調(diào)整電機的啟動力矩，實現(xiàn)電機的軟啟動。 電子軟啟動可以滿足電動機軟啟動、軟停機及運行過程中功率因數(shù)自動調(diào)節(jié)。 一般的電子軟啟動器都適用于三相220V 660V電壓等級，具有比較完善的故障檢測功能，能在運行過程中檢測任何異常狀態(tài)，并通過不同的指示燈顯示各類故障，配套相應的晶閘管主回路及RC吸收單元可組成一高性能的電動機軟啟動控制器，并能適用于任何負載場合的電動機的控制。它是接在三相交流電源與三相交流電動機之間的電力電子裝置。 (2) 晶閘管軟啟動的技術性能主要包括：一是根據(jù)電機的硬性特性的要求，

15、可分別獨立設定電機的軟啟動、軟停機時間；二是實現(xiàn)運行過程中的功率因數(shù)自動追蹤調(diào)節(jié)功能，使；三是適用主回路電壓： 三相220V690V AC 50 /60HZ自動選擇相序自動檢測；四是一次系統(tǒng)的電壓和電流及功率因數(shù)的控制是采用數(shù)字脈沖， 二次控制系統(tǒng)為集成數(shù)字控制設備， 耗電低。 (3) 晶閘管軟啟動的啟動方式： 根據(jù)電機不同負載的要求晶閘管啟動器一般都具備以下三種啟動方式： 電壓控制啟動方式、限流啟動方式、轉(zhuǎn)矩加脈沖突跳啟動方式。 (4) 晶閘管軟啟動系統(tǒng)的運行方式分為：節(jié)能運行方式、全壓運行方式、接觸器旁路運行方式。電抗器、液阻、晶閘管、磁控的性能比較表格電抗器液阻晶閘管磁控軟啟動的基本性能

16、一級降壓啟動，無法實現(xiàn)恒流軟啟動，對負載個性適應性差，易損壞?？侩姌O板移動實現(xiàn)無級降壓軟啟動，調(diào)節(jié)快速性差，屬于開環(huán)控制，有一定的維護工作。用微電子通過晶閘管實現(xiàn)軟啟動，調(diào)節(jié)快速性好，是毫秒級的，閉環(huán)控制，啟動方式簡單化。有微電子通過磁控實現(xiàn)軟啟動，調(diào)節(jié)快速性好，閉環(huán)控制，啟動方式簡單。是否易于實現(xiàn)軟停止不能難易較易電動機綜合保護功能無具有初級工能完善完善高次諧波較小小大較大體積比0.40.610.20.30.5噪音中小較小較大啟動完成二層電流沖擊較大小小小可否串在電機轉(zhuǎn)子繞組不可以可以不可以不可以維護工作量小較大小小啟動完成后是否被旁路是是不一定是對環(huán)境溫度的要求較低較高較高較低惡劣環(huán)境的耐

17、受力較強較弱較弱較弱2.6軟啟動器的運行方式及選型(1)在線運行軟啟動。軟啟動器產(chǎn)品剛上市時，主要是國外的品牌，如施奈德，西門子等，但他們都是在線運行方式。在應用過程中，人們發(fā)現(xiàn)在線運行有7個方面的優(yōu)缺點：晶閘管長期在線運行功耗太大造成能源浪費：晶閘管的散熱量太大需要機械冷風，給成套帶來很大的困難：晶閘管長期在線運行給電網(wǎng)帶來高次諧波污染：晶閘管作為開關元件長期工作其可靠性遠低于機械開關：造價昂貴用戶難以接受：由于晶閘管造型和考慮散熱，因此體積大。軟啟動的優(yōu)點：電動機的啟動與保護及控制集于一體，強大的智能控制器全部發(fā)揮作用，由于采用機械冷風能夠適用頻繁啟動場合，電路簡單便于維護和檢修。(2)旁

18、路運行軟啟動器。旁路型軟啟動器克服了在線運行的缺點和技術難度，即電動機啟動完成后旁路到接觸器上運行?；乇芰司чl管在線運行的缺點，尤其不需要機械風冷。但是，同時也帶來四個方面的缺點：電路復雜，系統(tǒng)可靠性降低：強大的智能控制器不能充分利用，有的不能對電動機保護：增加成套裝置的體積和成本：增加維護與檢修的難度。應用中大多數(shù)采用了旁路運行方形，即便選用了在線運行方式的軟起器，有許多還是加載一套旁路運行接觸器，回避了晶閘管在線運行的缺點。（圖1）圖1 在線運行軟啟動器電路圖(3)內(nèi)置晶閘管旁路型在線運行軟啟動器。內(nèi)置晶閘管旁路型在線運行軟啟動器（簡稱內(nèi)置旁路型軟啟動器），是在線運行軟啟動器內(nèi)部設計了一套

19、機械觸頭與晶閘管并聯(lián)，在電機軟啟動和軟停車過程中由晶閘管運行，機械觸頭斷開，當電機正常運行時晶閘管斷開，機械觸頭閉合。這套動作過程是通過內(nèi)部控制自動完成的，對外部接線來講是一個裝置，以稱為在線運行。它的優(yōu)點是具備上述兩種類型的所有優(yōu)點同時回避它們各自的缺點。優(yōu)點：電路簡單；自然風冷；晶閘管只管啟動停車，回避晶閘管在線運行所帶來的功耗和散熱；體積?。粡姶笾悄芸刂破鞯靡匀姘l(fā)揮，能對電動機起到啟停與保護控制；節(jié)省成套空間；由于晶閘管和機械觸頭組合一體的設計，通過智能控制器實現(xiàn)了機械觸頭無電弧，使得機械觸頭的電壽命等于機械壽命，與旁路型相比大大提高了系統(tǒng)的可靠性。節(jié)能：相比較旁路型而言的，由于內(nèi)部旁

20、路型的機械觸頭采用了無電弧控制，其銀點的硬度降低，因此觸點的接觸電阻也降低；從而使機械觸頭的閉合壓力大大降低，機械觸頭的吸合磁力減小，降低了能耗和觸頭的能耗降低，與旁路型相比綜合起來能省50%以上。(4)軟啟動的選型 在此有必要區(qū)分的是頻繁啟動還是不頻繁啟動，對于軟啟動器來講，一般情況下如果啟動時間不超過2min，不超過30次/小時，即可定為不頻繁啟動，大于次數(shù)應按頻繁啟動考慮。頻繁場合要按電動機的啟動電流選取，因此軟啟動器一般選取管子的電流是電動機的24.5倍。不頻繁下充分利用管子的短時過載能力，所以在不頻繁啟動的條件下，應加大軟啟動器的容量，根據(jù)頻繁度的不同取在1.21.5倍即可。軟啟動要

21、有過載保護、斷相保護和溫度補償功能的熱過載繼電器。具體選用時，要使電動機的工作電流在熱元件整定電流范圍以內(nèi)。工作時容易過載的設備，要使電動機的額定電流值靠近熱元件整定電流范圍的下限。第3章 三相交流異步電動機軟起動本章介紹交流調(diào)壓的原理，軟啟動的設計主電路及幾種啟動方式。最后應用Matlab簡單仿真。3.1 晶閘管交流調(diào)壓電路用晶閘管對單相交流電壓進行調(diào)壓的電路有多種形式，以應用最廣泛的反并聯(lián)電路為例分析，晶閘管控制采用相位控制方式。(1)電阻性負載的情形0Ut+VTT1VT2UsR單項交流反并聯(lián)電路如圖2示。當電源電壓Us為正半周，控制角為時，觸發(fā)晶閘管VT1使之導通。電源通過VT1向負載R

22、供電，Us過零時，VT1自行關斷。Us負半周時在同一控制角觸發(fā)VT2使之導通，電壓通過VT2向負載供電。不斷重復上述過程，在負載R上就得到正負對稱的交流電壓，如圖3示。顯然，改變控制角就可改變負載R上交流電壓和電流的大小。圖2 單項交流反并聯(lián)電路 圖3 單項交流調(diào)壓原理圖(2)電阻電感性負載的情形當交流調(diào)壓電路的負載是像交流電動機那樣的電阻電感性負載時，晶閘管的工作情況與電阻性負載時就不相同了，此時晶閘管的工作不只與觸發(fā)控制角有關，還與負載電路的阻抗角參數(shù)有關。在單項交流調(diào)壓電路中，當以阻抗角來表征電阻電感性負載的參數(shù)情況時，通過一系列，得到如下結(jié)論：對電阻電感性負載的，晶閘管調(diào)壓電路應采用寬

23、脈沖或脈沖列方式觸發(fā)，晶閘管控制角的正常移相范圍范圍為180°。3.2 軟啟動器的主電路同步電壓采集 觸發(fā)相角控制三相電源SCRS啟動控制保護控制信號采集M圖5 軟啟動器的系統(tǒng)框圖VT1VT4VT3VT6VT5VT2MABC圖4 晶閘管組成的軟啟動圖4以晶閘管組成的軟啟動器的主電路圖。 圖中VT1VT4、 VT3VT6、 VT2VT5三個反并聯(lián)普通晶閘管模塊串接在電動機的三相電路中；M為電動機。圖5在電動機啟動過程中通過控制電路中觸發(fā)相角控制模塊(寬脈沖或雙窄脈沖)來控制晶閘管的導通角的大小， 使電動機的啟動電壓根據(jù)所設定的規(guī)律進行變化。這樣， 電動機啟動電流大小、 啟動方式及啟動時

24、間均可任意調(diào)整與選擇， 使電動機處于最佳啟動狀態(tài)。開始開始開始開始觸發(fā)角輸出開始開始開始按線調(diào)整開始開始開始A/D采樣開始開始開始到初始電壓?啟動完畢？YNNY結(jié)束開始開始開始圖6 斜坡電壓起動程序流程圖以斜坡電壓起動方式為例設計起動控制流程圖，采用開環(huán)控制電機上電瞬間，系統(tǒng)發(fā)出觸發(fā)脈沖給晶閘管，使得輸出電壓很快上升到設定的初始電壓。然后按照一定的觸發(fā)規(guī)律繼續(xù)發(fā)脈沖，使得電機的電壓按照線性斜坡上升。在起動過程中要不斷的查詢設定的時間到達與否，時間到，則電機起動完畢，軟起動器旁路。3.3電動機軟啟動器的幾種啟動方式(1)斜坡電壓軟啟動早期的軟啟動器是以啟動電壓為控制對象進行軟啟動的。tU0Us圖

25、7斜坡電壓控制圖7中， 啟動電壓先以設定的速率增加， 然后再轉(zhuǎn)為額定電壓。這種啟動方式比傳統(tǒng)的自耦變壓器或Y降壓啟動有了較大的進步， 但在某些工作狀態(tài)下應用時， 還會出現(xiàn)較大的二次沖擊電流， 而且容易損壞晶閘管。(2)恒流軟啟動目前的軟啟動器大都以啟動電流為控制對象進行軟啟動的。啟動時電動機的啟動電流保持恒定(即限定啟動電流) ， 其電流限定值 Ism 通常在額定電流的1.5 4.5 倍之間選擇。圖8示了這種恒流軟啟動方式的電流特性It0Ism圖8恒流軟啟動的電流特性設定的電流限定值 Ism 大(以對電網(wǎng)不造成大的沖擊作用為前提) ， 啟動轉(zhuǎn)矩大， 啟動時間短； Ism小， 啟動轉(zhuǎn)矩小， 啟動

26、時間長。 這種方式一般適用于啟動慣性大的場合。(3) 斜坡恒流軟啟動It0Ism若控制啟動電流以一定的速率平穩(wěn)地增加， 當啟動電流增大到所設定的電流限定值 Ism 時， 就將啟動電流保持恒定值直至啟動結(jié)束。 圖9示了斜坡恒流軟啟動方式的電流特性。圖9 斜坡恒流軟啟動從圖中可以看出， 電動機的啟動過程分為兩個階段， 先為斜坡啟動階段， 后為恒流啟動階段。 當啟動即將結(jié)束時啟動電流會自動減下來。 啟動電流上升變化率和恒流值都可任意設定， 恒流值 Ism 大小決定啟動時間的長短。因此， 啟動電流上升變化率和恒流值一般應根據(jù)負載情況與生產(chǎn)要求來設定， 以使軟啟動器獲得最佳的啟動過程， 并減小啟動損耗斜

27、坡恒流軟啟動方式一般適用于空載或輕載啟動， 也適用于啟動轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速增加而增大的負載設備， 如通風機、 水泵等。(4)脈沖恒流軟啟動這種啟動方式在啟動初始階段有一個較大的啟動沖擊電流， 該電流值大于設定的恒流值 Ism ， 從而能產(chǎn)生較大的啟動沖擊轉(zhuǎn)矩去克服較大的靜磨擦轉(zhuǎn)矩， 使設備能夠迅速啟動； 然后進入恒流啟動階段， 直至啟動結(jié)束。 圖10示了脈沖恒流軟啟動方式的電流特性。It0Ism圖10 脈沖恒流軟啟動圖中脈沖啟動階段電流的幅值(以對電網(wǎng)不造成在的沖擊作用為前提)和脈沖維持時間是可以設定的。 顯然， 這種啟動方式的啟動轉(zhuǎn)矩大， 適用于重載啟動， 如皮帶輸送機、 磨煤機的帶載啟動。除了上面

28、介紹的軟啟動方式之外， 還有電壓與電流控制的各種組合方式， 如斜坡電壓與電流限制下的軟啟動， 啟動脈沖、 斜坡電壓與電流限制下的軟啟動等。3.4串電抗降壓啟動電路與軟啟動電路Simulink仿真比較分別選取電機定子繞組串電抗降壓啟動電路與軟啟動電路利用 MATLAB內(nèi) Simulink搭建模型進行仿真分析。3.4.1 電機定子繞組串電抗降壓啟動電路圖11 定子繞組串電抗降壓啟動電路圖11 定子繞組串電抗降壓啟動電路仿真圖，由電源模塊、 電機模塊、 常量輸入模塊、 有效測量模塊、 電壓/電流測量模塊、 示波器、 RL組成。模塊參數(shù)設定：(1)電機模塊： 5HP；(2)電源模塊：“Peak amp

29、litude” 設置為 220*sqrt(2)；(3) 常量輸入模塊：設置為 11.87 (電機轉(zhuǎn)矩 ) ；(4)其它模塊采用默認設置。設置仿真開始時間為 0S，結(jié)束時間為 1S，采用Ode23tb算法。 圖12電機定子繞組串電抗 降壓啟動電流、 轉(zhuǎn)矩波形3.4.2 軟啟動電路仿真圖圖13機軟啟動電路仿真圖圖13機軟啟動電路仿真圖，由電源模塊、電機模塊、 六脈沖觸發(fā)模塊、 常量輸入模塊、 有效測量模塊、 電壓 /流測量模塊、 示波器、 晶閘管、 回饋控制部分 (由選路器、 放大器、 階躍信號模塊、 增益模塊、 信號求和模塊)組成。模塊參數(shù)設定：(1)電機模塊： 5HP；(2)電源模塊：“Pea

30、k amplitude” 設置為 220*sqrt(2) ；(3)常量輸入模塊：設置為 11.87 (電機轉(zhuǎn)矩) ；(4)六脈沖觸發(fā)模塊：“Pulse width ( degrees) ” 設置為 10；“Frequency of synchronizati on voltages” 設置為 50；(5)其它模塊采用默認設置。設置仿真開始時間為 0S，結(jié)束時間為 0.5S，采用 Ode23tb算法。（b）轉(zhuǎn)矩波形（a）電流波形Simulink仿真結(jié)果如圖12、14所示：圖14軟啟動啟動電流、轉(zhuǎn)矩波形通過仿真波形和實時數(shù)字顯示模塊的讀數(shù)可知：串電抗器降壓啟動瞬間 ，產(chǎn)生較大的沖擊量 (其中電流約為穩(wěn)定時的5倍 ，轉(zhuǎn)矩為穩(wěn)定時的7倍 ) ，過程變化突然 ，其中轉(zhuǎn)矩出現(xiàn)兩次變化。軟啟動瞬間 ，產(chǎn)生的沖擊明顯減弱 (電流約為穩(wěn)定時的3倍，轉(zhuǎn)矩為穩(wěn)定時的4倍 ) ，變化趨于平緩 ，且轉(zhuǎn)矩未出現(xiàn)兩次變化 ，有利于系統(tǒng)穩(wěn)定和設備保護。啟動電流和啟動轉(zhuǎn)矩是體現(xiàn)異步電動機啟動性能最重要的兩個因素。因此在電機的啟動過程中,如何降低起動電流 ,減小沖擊成為電機啟動控制的關鍵。電動機