低壓電動機軟起動裝置控制器設(shè)計方案

1、低壓電動機軟起動裝置控制器設(shè)計方案1 功能概述根據(jù)所設(shè)定的軟起動或軟停止方式及參數(shù)，控制晶閘管的觸發(fā)角度變化，改變電動機進線電壓，實現(xiàn)電動機的軟起動或軟停止。同時全程監(jiān)測電動機電流，實現(xiàn)對電動機的多種保護。2 組成框圖控制板旁路接觸器電動機晶閘管電 網(wǎng)觸發(fā)脈沖電壓同步電流信號外部信號電源數(shù)碼管、鍵盤狀態(tài)、故障指示3 功能模塊控制器按功能可以分為四個模塊，分別分析如下：3.1 調(diào)節(jié)單元工作方式分為四種：斜坡電壓起動、恒流起動、硬停止、軟停止。通過對限流倍數(shù)的設(shè)定來實現(xiàn)起動方式的選擇：限流倍數(shù)為0，為斜坡電壓起動；限流倍數(shù)大于0，為恒流起動。通過對停止時間的設(shè)定來實現(xiàn)停止方式的選擇：停止時間為0，

2、為硬停止；停止時間大于0，為軟停止。3.1.1 斜坡電壓起動a. 檢測到起動信號，且旁路接觸器斷開，參數(shù)限流倍數(shù)設(shè)置為0；b. 由設(shè)定的起始電壓計算出觸發(fā)角度，發(fā)出晶閘管觸發(fā)脈沖，熄“停止”指示燈，亮“起動”指示燈；c. 按設(shè)定的起動時間，逐步移動觸發(fā)角度，增大電機電壓；d. 晶閘管觸發(fā)角達(dá)到0度，即電機電壓達(dá)到全壓，起動完成觸點閉合，使旁路接觸器閉合；e. 檢測到旁路接觸器閉合信號，停止發(fā)觸發(fā)信號，晶閘管全部關(guān)斷，熄“起動”指示燈，亮“運行”指示燈，起動完成。全壓U起始電壓t起動完成3.1.2 恒流起動a. 檢測到起動信號，且旁路接觸器斷開，參數(shù)限流倍數(shù)設(shè)置大于0；b. 由設(shè)定的起始電壓計算

3、出觸發(fā)角度，發(fā)出晶閘管觸發(fā)脈沖，熄“停止”指示燈，亮“起動”指示燈；c. 電機電流未達(dá)到限制值時，按程序內(nèi)置的較大斜率，逐步移動觸發(fā)角度，增大電機電壓；d. 電機電流達(dá)到或大于限制值時，根據(jù)電流反饋對觸發(fā)角度進行比例-積分調(diào)節(jié)，以保持電機電流穩(wěn)定在限制值；e. 晶閘管觸發(fā)角達(dá)到0度，即電機電壓達(dá)到全壓，起動完成觸點閉合，使旁路接觸器閉合；f. 檢測到旁路接觸器閉合信號，停止發(fā)觸發(fā)信號，晶閘管全部關(guān)斷，熄“起動”指示燈，亮“運行”指示燈，起動完成。全壓U起始電壓t起動完成限流階段3.1.3 硬停止a. 檢測到停止信號，且旁路接觸器閉合，參數(shù)停止時間設(shè)置為0；b. 不發(fā)觸發(fā)信號，晶閘管全部關(guān)斷；c

4、. 熄“運行”指示燈，閃亮“停止”指示燈； d. 起動完成觸點斷開，使旁路接觸器斷開；e. 檢測到旁路接觸器斷開后，亮“停止”指示燈，停止完成。全壓U停止t3.1.4 軟停止a. 檢測到停止信號，且旁路接觸器閉合，參數(shù)停止時間設(shè)置不為0；b. 按觸發(fā)角度0度發(fā)出觸發(fā)脈沖，晶閘管全部開通；c. 熄“運行”指示燈，閃亮“停止”指示燈； d. 起動完成觸點斷開，使旁路接觸器斷開；e. 檢測到旁路接觸器斷開后，按設(shè)定的停止時間，逐步增大觸發(fā)角度，減小電機電壓；f. 晶閘管觸發(fā)角達(dá)到150度，即電機電壓為0，停止發(fā)觸發(fā)信號，晶閘管全部關(guān)斷，亮“停止”指示燈，停止完成。U全壓t停止開始停止完成3.2 保護

5、單元（保護動作參數(shù)為暫定值）故障保護分為五種：電流缺相、過流、三相電流不平衡、超時、外部故障?？刂破髦恍璨杉嚯娏餍盘枴?.2.1 電流缺相電流信號一相為0時，延時1s發(fā)出故障信號。起動、停止及運行時均有效。3.2.2 過流起動時：限流起動時，電流達(dá)到（限流倍數(shù)+0.5）Ie并持續(xù)3s，即發(fā)出故障信號。（斜坡起動時不進行過流保護。）運行時：電流與持續(xù)時間關(guān)系如下實際電流1.21.4Ie1.41.6Ie1.6-1.8Ie1.82.0Ie2.22.4Ie2.42.6Ie2.62.8Ie2.83.0Ie3.23.4Ie3.43.6Ie3.63.8Ie3.84.0Ie>4Ie持續(xù)時間20s19

6、s18s17s15s13s11s9s7s5s3s1s0.5s電流達(dá)到相應(yīng)的持續(xù)時間后，即發(fā)出故障信號。3.2.3 三相電流不平衡當(dāng)任意兩相電流差值大于25%，持續(xù)1.5s，發(fā)出故障信號。起動、停止及運行時均有效。3.2.4 超時起動開始后60s，若旁路接觸器沒閉合，則觸發(fā)角減為0，強制晶閘管全開通，起動完成觸點閉合，閉合旁路接觸器。檢測到旁路接觸器閉合信號，停止發(fā)觸發(fā)信號，晶閘管全部關(guān)斷，熄“起動”指示燈，亮“運行”指示燈，不發(fā)故障信號。起動開始后65s，若仍然沒有檢測到旁路接觸器閉合信號，則發(fā)出故障信號。3.2.5 外部故障接線端子輸入外部故障信號，執(zhí)行故障保護。以上發(fā)出故障信號后，亮相應(yīng)的

7、故障指示燈，關(guān)閉晶閘管，斷開旁路接觸器，故障輸出繼電器動作，發(fā)出閉合/斷開兩種信號。故障信號具有保持功能，必須由外部的故障復(fù)位信號復(fù)位。3.3 觸發(fā)單元采集三相電壓的同步信號，將調(diào)節(jié)單元給出的調(diào)節(jié)量轉(zhuǎn)換為觸發(fā)角，產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，功率放大、隔離后可靠觸發(fā)晶閘管。三相自動對相序。3.4 存儲/顯示單元 通過數(shù)碼管和鍵盤讀入各種參數(shù)并存儲，運行時提供給調(diào)節(jié)和保護模塊，并實時顯示電機電流。通過發(fā)光二極管顯示裝置的運行狀態(tài)和故障類別。4 輸入輸出接口輸入輸出接口如下表所示，共32個。名 稱接點數(shù)說 明供電電源2380V:18V/2A 變壓器輸入晶閘管觸發(fā)脈沖12六路，不分相序電機電流信號6主回路三相電流互

8、感器輸出軟起動/軟停止開始信號3短接有效；1個公共點起動完成觸點2常開觸點，完成時閉合；觸點容量AC 250V/10A旁路狀態(tài)輸入2短接表示旁路閉合外部故障輸入2短接有效故障輸出觸點3常開、常閉各一個，1個公共點；觸電容量AC 250V/10A故障復(fù)位2短接有效合計：34個接點5 指示燈和按鍵在面板上通過發(fā)光二極管方便直觀地顯示裝置的運行狀態(tài)和故障類型。4位數(shù)碼管和6個按鍵完成參數(shù)的顯示和輸入。5.1 狀態(tài)指示停止（紅色，常亮表示電機斷電停機，閃亮表示電機軟停止過 程中）、起動（黃色，亮表示電機軟起動過程中）、運行（綠色，亮表示旁路接觸器閉合，電機全壓運行）。5.2 故障指示缺相、過流、三相不

9、平衡、超時、外部故障，全部為紅色。5.3 數(shù)碼管4位，參數(shù)設(shè)定時提示輸入和顯示參數(shù)，運行時顯示電機電流。5.4 按鍵共6個，分為上、下、左、右、確定、取消，輸入?yún)?shù)用。6 操作界面參數(shù)設(shè)定共6個：1-電機額定電流、2-電流互感器變比、3-軟起動起始電壓、4-軟起動時間（斜坡電壓起動方式有效）、5-起動限流倍數(shù)（限流起動方式有效）、6-軟停止時間。6.1 正常模式a 開機b 初始化完成，進入待機狀態(tài)，顯示電機電流c 按“確定”進入?yún)?shù)設(shè)置d 按“上”、“下”選擇需要修改參數(shù)e 按“確定”進入修改，可修改位閃爍f 按“左”、“右”選擇位g 按“上”、“下”修改數(shù)值h 按“確定”確認(rèn)修改，返回3.狀

10、態(tài)；或按“取消”放棄修改，返回3.狀態(tài)i 重復(fù)4.8.，直至完成修改j 按“取消”返回待機狀態(tài)，顯示電機電流k 正常工作時實時顯示電機電流6.2 調(diào)試模式調(diào)試模式供控制板測試或整機現(xiàn)場調(diào)試用，功能為自動/手動調(diào)整觸發(fā)角度，觸發(fā)晶閘管。自動方式下，觸發(fā)角度從150度移至0度，再從0度移至150度，重復(fù)，往返周期30秒。手動方式下，從控制面板手動調(diào)節(jié)觸發(fā)角度。a. 開機b. 初始化完成，進入待機狀態(tài)，顯示電機電流c. 按“取消”進入調(diào)試模式d. 按“上”、“下”選擇調(diào)試方式（1為自動/2為手動）e. 按“確定”開始調(diào)試過程，顯示觸發(fā)角度f. 自動方式下，觸發(fā)角度自動變化；手動方式下，按“左”、“右

11、”減小或加大角度g. 按“取消”退出調(diào)試過程h. 重復(fù)4.7.，直至完成調(diào)試i. 按“取消”返回待機狀態(tài)，顯示電機電流6.3 故障模式發(fā)生與控制板有關(guān)的故障時，操作界面會有相應(yīng)的顯示，詳見節(jié)。7 可靠性設(shè)計控制板的可靠工作與否，直接關(guān)系到軟起動裝置的可靠性，進而影響用戶電動機系統(tǒng)的正常工作。因此針對控制板進行高可靠性設(shè)計十分必要。7.1 可靠性設(shè)計目標(biāo)根據(jù)用戶的要求，控制板可靠工作壽命需達(dá)5年以上。7.2 可靠性設(shè)計條件低壓軟起動裝置一般安裝在生產(chǎn)企業(yè)現(xiàn)場，控制板工作在高電壓、大電流、強電磁干擾電氣條件下。因此控制板可靠性設(shè)計需有針對性地采取絕緣、隔離、糾錯、抗干擾等措施，確?？刂瓢逭９ぷ?。

12、7.3 可靠性設(shè)計針對控制板的工作環(huán)境，可靠性設(shè)計應(yīng)從元器件的選取、控制電路的設(shè)計和發(fā)生故障后的保護三方面進行。7.3.1 元器件控制板工作在生產(chǎn)企業(yè)現(xiàn)場，環(huán)境條件較為惡劣，因此控制板的元器件均選用工業(yè)級，工作溫度一般為-40+85，足以滿足大多數(shù)工作現(xiàn)場的環(huán)境條件。7.3.2 電路設(shè)計（1）輸入輸出接口的隔離輸入輸出接口除“起動/停止開始信號”、“旁路狀態(tài)輸入”、“外部故障輸入”、“故障復(fù)位”四個接口外，均通過光耦、電流互感器、脈沖變壓器或繼電器與主電路隔離，確保無高電壓強電流串入。上述四個接口采集的是通/斷的開關(guān)信號，由外部電路進行隔離。（2）故障模式分析分析控制板工作中可能出現(xiàn)的故障，進

13、行針對性設(shè)計。序號故障模式故障后果嚴(yán)重程度發(fā)生機率檢測方法故障原因保護措施備注1旁路接觸器控制信號誤動起動過程中，接觸器提前閉合，電動機電流上升；停止過程中，接觸器閉合，電動機重新運行；運行過程中，接觸器斷開，電動機硬停止。嚴(yán)重很小無電磁干擾單片機分兩路分別發(fā)出接觸器控制信號，兩路信號相同才能控制接觸器；控制信號加濾波，防止尖峰干擾；運行過程中，由“運行”指示燈信號鎖定接觸器狀態(tài)，確保運行過程中電動機不斷電。2晶閘管觸發(fā)脈沖丟失偶爾丟失，電動機三相輕微、短暫不平衡輕微小無電磁干擾無長期丟失，電動機三相嚴(yán)重不平衡嚴(yán)重極小六路觸發(fā)脈沖指示燈硬件損壞控制板檢測到三相不平衡故障，進行保護動作，發(fā)出故障

14、信號。3存儲的控制參數(shù)錯誤控制過程不正確中等很小控制板上電自檢電磁干擾參數(shù)分開備份存儲，通過比較上下限自檢糾錯。極小硬件損壞控制板檢測到電動機故障，進行保護動作，發(fā)出故障信號。4控制程序跑飛控制板失效，電動機突然斷電嚴(yán)重很小無電磁干擾硬件看門狗，程序跑飛后將單片機復(fù)位。極小硬件損壞無5電流信號采集故障限流起動時，電動機加全壓或過流保護；運行時，發(fā)生缺相或過流保護中等極小電流顯示保持為0或999硬件損壞對電流信號采集電路進行限幅保護；控制板檢測到故障，進行保護動作，發(fā)出故障信號。6故障輸出誤動外接的故障處理設(shè)備動作中等很小無電磁干擾單片機信號與故障指示燈信號兩路同時控制輸出；控制信號加濾波，防止

15、尖峰干擾。7外部故障輸入誤動控制板進行保護動作，發(fā)出故障信號中等很小無電磁干擾輸入信號加濾波，防止尖峰干擾。8故障復(fù)位誤動起動、停止過程中，電動機突然斷電中等很小無電磁干擾輸入信號加濾波和0.1秒延時，防止尖峰干擾；9指示燈、按鍵故障指示燈、數(shù)碼管無顯示，按鍵無效輕微極小無顯示硬件損壞無10控制板掉電電動機硬停止嚴(yán)重極小顯示Erro電源過載電壓檢測芯片，電壓低于4.6V時單片機轉(zhuǎn)入保護動作，等待手動停止（硬/軟停止）。無硬件損壞無7.3.3 控制板保護動作 控制板對自身的保護主要是工作過程中監(jiān)測工作電壓、電動機電流數(shù)據(jù)，以及復(fù)位后的自檢。 （1）工作電壓 配置專門的電壓監(jiān)測芯片，當(dāng)工作電壓低于

16、4.6V時發(fā)出報警信號。此時控制板上的數(shù)碼管顯示Erro，控制板發(fā)出故障輸出信號，等待手動停止（硬/軟停止）。（2）電流數(shù)據(jù)電流信號超量程或A/D轉(zhuǎn)換芯片損壞后，采集的電流數(shù)據(jù)保持為0或999。持續(xù)一個周期后，控制板發(fā)出故障輸出信號，此時控制板上的數(shù)碼管顯示0或999。除此之外控制板仍正常工作，只是不進行電流監(jiān)控（限流起動的轉(zhuǎn)為斜坡起動），等待手動停止（硬/軟停止）。（3）復(fù)位自檢控制板上電復(fù)位或工作過程中復(fù)位后，處理過程如下：a. 關(guān)閉晶閘管。b. 檢查硬件狀態(tài)：接觸器狀態(tài)、起動/停止信號、電機電流信號、按鍵狀態(tài)。c. 硬件狀況判斷：如果檢測到接觸器閉合且電動機電流為0、或接觸器斷開且電動機

17、電流不為0、或有起動/停止信號、或有按鍵按下時，認(rèn)為硬件發(fā)生故障，顯示Erro，發(fā)出故障輸出信號，等待故障復(fù)位；如果檢測到接觸器斷開、電動機電流為0、無起動/停止信號且無按鍵按下時，認(rèn)為電動機在停機狀態(tài)，硬件正常；如果檢測到接觸器閉合且電動機電流不為0，認(rèn)為電動機在運行狀態(tài)，硬件正常。d. 軟件狀況判斷：讀出所有存儲的控制參數(shù)（包括原本和備份），進行比較，相同后再與設(shè)定的上下限比較。比較無誤，認(rèn)為軟件正常；比較錯誤，認(rèn)為軟件故障。電動機停機狀態(tài)下，直接閃爍顯示錯誤的參數(shù)，按“確定”進入?yún)?shù)設(shè)置，重新設(shè)定參數(shù)；電動機運行狀態(tài)下，顯示Erro，發(fā)出故障輸出信號，不進行電流監(jiān)控，等待手動停機（硬停止

18、）后故障復(fù)位。f. 復(fù)位完成：硬件、軟件檢測正常后，自檢完成。電動機停機狀態(tài)下，等待按鍵信號或起動信號；電動機運行狀態(tài)下，進入電動機電流監(jiān)控。綜上所述，控制板復(fù)位可以在停機、運行狀態(tài)進行，不影響電動機狀態(tài)；在起動、停止?fàn)顟B(tài)復(fù)位，則會使電動機斷電（硬停止）。8 控制板安裝8.1 外形控制板外形尺寸約200×300（mm），板上含有脈沖變壓器、指示燈、數(shù)碼管、按鍵，因此不再需要其他的電路板?？刂瓢逋庑稳缦聢D所示： 電源 電流輸入 起動完成 故障輸出脈沖變壓器G1K1G4K4G3K3G6K6G5K5G2K2起動運行停止缺相故障過流故障三相不平衡故障超時故障外部故障起動/ 旁路 故障 故障停

19、止 狀態(tài) 輸入 復(fù)位8.2 安裝為了調(diào)試、檢修方便，將軟起動裝置前面板設(shè)計成可開合式的，控制板安裝在前面板背面，如下圖所示：將控制板固定在前面板的背面，控制板元器件面朝裝置殼體。指示燈、數(shù)碼管和按鍵安裝在元器件面的反面，直接與前面板的開孔吻合。該安裝方式的優(yōu)點是打開前面板就可以直接觀察到控制板和裝置內(nèi)的晶閘管，調(diào)試、檢修方便；不足之處是控制板引出線較多，都需從轉(zhuǎn)角處轉(zhuǎn)接，且引出線較長。8.3 主電路接線控制板與主電路的連接如附圖所示。9. 可擴展性根據(jù)用戶要求，控制板預(yù)留出RS232接口（不安裝器件），以便今后增加與控制計算機傳送數(shù)據(jù)的功能。無其他軟、硬件預(yù)留。10. 結(jié)論本設(shè)計方案根據(jù)用戶需

20、求，從控制板的系統(tǒng)框圖、模塊功能分析、輸入輸出接口、人機界面操作、外形尺寸等方面進行了詳細(xì)的說明，并有針對性地開展了提高可靠性的設(shè)計。方案較為全面的覆蓋了控制板設(shè)計的各方面，可以作為控制板具體電路設(shè)計、測試、驗收的依據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)。附圖 控制板與主電路的連接首先你要搞懂電機原理，定子繞組通電后產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)出電流，這個電流在旋轉(zhuǎn)磁場中產(chǎn)生力（通電導(dǎo)體在磁場中受力的作用）電機就轉(zhuǎn)動起來了，這就是三相感應(yīng)電機的工作原理。常見的籠形電機轉(zhuǎn)子繞組是一個鋁或銅制的象籠子一樣的東東，對外不引出接線，具有結(jié)構(gòu)簡單、牢固、低成本的優(yōu)點，但缺點是起動電流大，起動轉(zhuǎn)矩小。而這兩個參數(shù)與轉(zhuǎn)子繞組的電阻大小有

21、關(guān)，轉(zhuǎn)子繞組電阻大，起動電流就小，起動轉(zhuǎn)矩就大，但電機起動后，轉(zhuǎn)子電阻大卻會造成轉(zhuǎn)速升不上去，效率低的不良后果。因此理想的感應(yīng)電機是希望起動時轉(zhuǎn)子電阻大，運行時轉(zhuǎn)子電阻小，這就出現(xiàn)了繞線式電機，轉(zhuǎn)子繞組不再做成籠形，而是有三個引出端，起動時接入電阻，起動后切除電阻并把三個引出端短接起來，而且還可以利用接入電阻的大小來調(diào)速。繞線電機轉(zhuǎn)子繞組短接時就相當(dāng)于籠形電機繞線電機液體電阻起動器 工作原理在繞線電機的轉(zhuǎn)子回路中串入特殊配制的電解液作為電阻，通過調(diào)整電解液的濃度及改變兩極板間的距離，使串入電阻阻值在起動過程中始終滿足電機機械特性對串入電阻值的要求，從而使電動機在獲得最大起動轉(zhuǎn)矩及最小起動電流的

22、情況下均勻升速、平穩(wěn)起動，起動結(jié)束后短接轉(zhuǎn)子回路，完成電動機的起動。應(yīng)用范圍適用于三相交流50HZ，額定工作電壓為380V10KV，額定功率為75KW10000KW繞線式交流異步電動機的重載平滑軟起動，尤其是電網(wǎng)電壓不穩(wěn)或偏低的工礦企業(yè)。性能特點軟起動，起動電流小Iq1.3Ie（A），降低電機起動升溫，有效地延長電機使用壽命；起動時間預(yù)整定為1060s，現(xiàn)場可調(diào)；電液正常工作溫度： 5-70°C；可連續(xù)起動510次，起動性能優(yōu)于頻敏起動器；起動過程平滑，對機械設(shè)備無沖擊；對電網(wǎng)要求不高，不會產(chǎn)生諧波而影響電網(wǎng)；具有起動超時、失壓、超行程、超溫等多重保護功能；訂貨須知訂貨時請?zhí)峁┫铝匈Y

23、料：電動機型號、額定功率、額定電壓、額定轉(zhuǎn)子電流、轉(zhuǎn)子電壓、額定轉(zhuǎn)速；電動機拖動的負(fù)載特征（工況說明）；柜體表面顏色；起動器帶一次回路時電機最大功率不超過1250KW，柜體尺寸訂制；若用戶有特殊要求，請與我公司協(xié)商訂貨。三相繞線式異步電機，它具有啟動電流小，且啟動扭矩大，并能在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)速度，它適合啟動時間較長和啟動較頻繁的場合，被廣泛應(yīng)用于礦山、化工等各領(lǐng)域的球磨機、破碎機、風(fēng)機、空壓機等電機傳動設(shè)備中。 根據(jù)電機轉(zhuǎn)速公式（式一）可以得出要想改變電機的轉(zhuǎn)速可以從以下幾點入手：（1）改變電機的極對數(shù)；（2）電機工作電源頻率；（3）電機的轉(zhuǎn)差率；但是不同的調(diào)速方式無非是改變交流電動機的同步轉(zhuǎn)

24、速或不改變同步轉(zhuǎn)速兩種。 N0=(1s)60f/p （式1）（此公式適合所有的交流電機調(diào)速。） P電機極對數(shù)；s電機轉(zhuǎn)差率；f電機工作電源頻率；N0電機同步轉(zhuǎn)速； 然而對于繞線電機調(diào)速，一般都是給轉(zhuǎn)子中接串電阻達(dá)到調(diào)速的目的，接下來介紹幾種繞線電機的簡單調(diào)速方法： 一、串電阻啟動調(diào)速。 原理：對于繞線式異步電動機，當(dāng)電網(wǎng)電壓及頻率不變時，在轉(zhuǎn)子回路中串入電阻后，可以改善電動機的起動轉(zhuǎn)矩，在繞線電機轉(zhuǎn)子中串接啟動電阻，減小啟動電流，電阻一般接為星形接法，根據(jù)公式： I0=U0/R0（式2） 當(dāng)轉(zhuǎn)子串接電阻時R0,在U0不變的情況下，I0,此分析忽略電機感抗的損耗。 啟動前將電阻全部接入轉(zhuǎn)子回路，

25、隨著啟動過程的結(jié)束，啟動電阻被逐級短接，KM1,KM2,KM3逐級吸合，保證始終有較大的起動轉(zhuǎn)矩，短接方式可以遵循時間和電流調(diào)節(jié)原則，KA1,KA2,KA3中間繼電器可以根據(jù)實際工作 情況而定。 串電阻優(yōu)點：1、系統(tǒng)穩(wěn)定，手動控制簡單。 2、對檢修維護要求低，對維護人員技術(shù)要求不高。 缺點：1、手動操作、起動性能不穩(wěn)定、起動電流大（約為35le），轉(zhuǎn)子能耗高。 2、技術(shù)落后，目前已逐漸被淘汰。 3、屬有級調(diào)速，機械特性較軟。 二、串頻敏變阻器調(diào)速啟動。 由于串電阻有以上缺點，經(jīng)過不斷的總結(jié)和改造，出現(xiàn)了串頻敏變阻器調(diào)速啟動，其原理：利用電感器的交流阻抗隨著通過的電流頻率的增大而增大的原理設(shè)計的

26、，繞線電機在起動過程中，轉(zhuǎn)子電流頻率（式3），隨著轉(zhuǎn)速逐漸上升，而s下降，當(dāng)很小時，f0也逐漸下降直到無窮小。 F0=s*f1（式3） F0轉(zhuǎn)子電流頻率；s電機轉(zhuǎn)差率；f1定子電流頻率； 頻敏變阻器是一種無觸點的電磁原件，可視為帶鐵心的三相電抗器，在電機起動過程中，它的阻抗會隨著轉(zhuǎn)子電流的頻率變化而逐漸減少，故無需用人為去控制其阻抗數(shù)值，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)數(shù)時，可用接觸器KM1，將其短接。如圖一b 優(yōu)點：1、實現(xiàn)無級平滑啟動。 2、能實現(xiàn)自動與手動控制。 3、運行穩(wěn)定，維護簡單，目前在低壓、小功率繞線電機中多采用此啟動器。 缺點：1、對電壓穩(wěn)定性要求高，稍低即難起動。 2、不能連續(xù)起動，連續(xù)啟動

27、時間間隔為3分鐘左右。 3、頻敏包易燒毀，對絕緣要求高。 三、串極調(diào)速啟動 串級調(diào)速是指繞線式電動機轉(zhuǎn)子回路中串入可調(diào)節(jié)的附加電勢來改變電動機的轉(zhuǎn)差，達(dá)到調(diào)速的目的。 原理：假定異步電機的外加電源電壓U0，及負(fù)載轉(zhuǎn)矩ML都不變，則電機在調(diào)速前后轉(zhuǎn)子電流近似保持不變。若在轉(zhuǎn)子回路中引入一個頻率與轉(zhuǎn)子電勢相同，而相位相同或相反的附加電勢E1則轉(zhuǎn)子電流I0為： I0=(E0±E1)/(R2+X0)1/2（式4） E0-轉(zhuǎn)子開路相電勢；R2-轉(zhuǎn)子回路電阻；X0-轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時每相漏抗； 當(dāng)電機在正常運行時，轉(zhuǎn)差率s很小，故R2X0，忽略X0，上式中，E0取電動機的一個常數(shù)，所以改變附加電勢E1就

28、可以改變轉(zhuǎn)差率s ，從而實現(xiàn)調(diào)速。實際E0±E1常數(shù)（式四） 設(shè)當(dāng)E1=0時電動機運行于額定轉(zhuǎn)速，即n=n0,s=s0,當(dāng)附件電勢與轉(zhuǎn)子相電勢相位相反時，E1為負(fù)，改變E1的大小，可在額定轉(zhuǎn)數(shù)以下調(diào)速，這稱為低同步串級調(diào)速（即s>0），當(dāng)附件電勢與轉(zhuǎn)子相電勢相位相同時，E1為正，改變E1的大小，可在額定轉(zhuǎn)數(shù)以上調(diào)速，這稱為超同步串級調(diào)速(即s<0)。 根據(jù)轉(zhuǎn)差功率吸收利用方式，串級調(diào)速，多采用晶閘管串級調(diào)速，晶閘管低同步串級調(diào)速系統(tǒng)是在繞線異步電動機轉(zhuǎn)子側(cè)用大功率的晶閘管或整流二極管，將轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)差頻率交流變?yōu)橹绷?，再用晶閘管逆變器將轉(zhuǎn)子電流返回電源以改變電機轉(zhuǎn)速的一種方式

29、。晶閘管低同步串級調(diào)速系統(tǒng)主回路見圖二。 此控制調(diào)速系統(tǒng)效率利用率高，它能實現(xiàn)無級平滑調(diào)速，低速時機械特性也比較硬，但是在運行中也必須要注意以下兩點： 1、必須有嚴(yán)格的啟動和切換順序，由于硅原件的賴壓和額定電流的影響，必須保證電機轉(zhuǎn)速達(dá)到規(guī)定的最低轉(zhuǎn)速以上時才允許切換至串級調(diào)速運行狀態(tài)，啟動順序是：給控制回路送電，接通逆變器主電源轉(zhuǎn)子接入頻敏變阻器，接通定子電源，啟動電機，電機加速至規(guī)定轉(zhuǎn)速時切換至串調(diào)運行，此后立即切斷頻敏變阻器。 2、必須有正確的停車順序，由于繞線電機空載時勵磁電流較大，為電機額定電流的25%，因此在電機分閘時不允許轉(zhuǎn)子開路，否則將產(chǎn)生嚴(yán)重的過壓，甚至擊穿電機絕緣，停車時應(yīng)

30、保證逆變器比整流器遲脫離電網(wǎng)，停車順序為，使串調(diào)裝置脫離電機轉(zhuǎn)子，同時接入頻敏變阻器，切斷電機定子電源，切斷逆變器電源，切斷控制回路。 串調(diào)裝置優(yōu)點：電能有效利用率高，能實現(xiàn)無級平滑調(diào)速，機械特性硬，晶閘管被廣泛應(yīng)用，技術(shù)難度不大，性能比較完善。 缺點：對操作人員要求比較高，一旦損壞，維護難度大。 四、繞線電動機轉(zhuǎn)子串水電阻和轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速啟動。 目前在許多礦山設(shè)備中多采用高壓（0.6KV-10KV）和大功率(650-2000KW)繞線異步電動機，如果繼續(xù)采用以上的啟動方式，則對設(shè)備和技術(shù)要求更高，系統(tǒng)保護更繁瑣，面對此情況，開發(fā)出了轉(zhuǎn)子串水電阻和轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速啟動。 1、轉(zhuǎn)子串水電阻啟動。 它是通過在電機轉(zhuǎn)子回路中串入液體電阻，自動無級調(diào)整該電阻使其由大變小最后為零，實現(xiàn)電機降壓無沖擊地平滑起動。 水電阻啟動的原理是：水電阻是利用一個水槽，將一定配比的堿性液體置于水槽中，水槽兩邊設(shè)