晶閘管軟起動(dòng)移相原理

1、本文介紹了通用晶閘管軟起動(dòng)控制器的工作原理，該工作原理即移相原理，移相原理是目前所有晶閘管軟起起動(dòng)器共同采用的控制方式，其控制方式下起動(dòng)的電機(jī)起動(dòng)電流較小，起動(dòng)平穩(wěn)且能夠滿足多種負(fù)載。1引言引言三相交流異步電動(dòng)機(jī)由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、運(yùn)行可靠，所以在各個(gè)行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。但其在直接起動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的起動(dòng)電流，特別是大功率電機(jī)，大起動(dòng)電流嚴(yán)重沖擊電網(wǎng)，引起電網(wǎng)供電質(zhì)量下降，并影響其他設(shè)備的正常運(yùn)行，并且起動(dòng)轉(zhuǎn)矩造成的機(jī)械沖擊會(huì)降低電動(dòng)

2、機(jī)的壽命。所以起動(dòng)過(guò)程中需要在電機(jī)和電源之間串入軟起動(dòng)來(lái)解決此問(wèn)題。隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，晶閘管軟起動(dòng)裝置應(yīng)運(yùn)而生。由于其體積小、結(jié)構(gòu)緊湊，免維護(hù)，安全可靠。全智能控制，功能齊全，菜單豐富。起動(dòng)重復(fù)性好，保護(hù)周全。所以其正逐步取代傳統(tǒng)的軟起動(dòng)方式，成為軟起動(dòng)領(lǐng)域新的領(lǐng)軍人物。本文首先闡述晶閘管軟起動(dòng)的目前最普遍采用的移相起動(dòng)方式。2系統(tǒng)概述系統(tǒng)概述利用晶閘管的開關(guān)特性，通過(guò)晶閘管的觸發(fā)角來(lái)改變晶閘管的導(dǎo)通時(shí)間，從而控制到晶閘管電機(jī)

3、端的輸出電壓，達(dá)到控制電機(jī)的起動(dòng)特性。當(dāng)晶閘管的電機(jī)端電壓和輸入端相同的時(shí)候即電機(jī)起動(dòng)過(guò)程完畢后，就讓交流接觸器（或斷路器）吸合（如圖1所示意，即QF2吸合），短路所有的晶閘管，這時(shí)電動(dòng)機(jī)將直接連到電網(wǎng)上。圖1晶閘管軟起動(dòng)器主電路原理圖相序就是相位的順序，是交流電的瞬時(shí)值從負(fù)值向正值變化經(jīng)過(guò)零值的依次順序。在晶閘管軟起動(dòng)中，相序檢測(cè)極為重要，只有確定相序，才能發(fā)出正確的觸發(fā)脈沖控制晶閘管的導(dǎo)通順序。（2）相序檢測(cè)相序檢測(cè)是在晶閘管導(dǎo)通前

4、，觸發(fā)脈沖發(fā)出前進(jìn)行的。本系統(tǒng)通過(guò)對(duì)三相反并聯(lián)晶閘管的管壓降信號(hào)的判別來(lái)實(shí)現(xiàn)相序檢測(cè)。設(shè)A相晶閘管的管壓降信號(hào)為VaB相晶閘管的管壓降信號(hào)為Vb，C相晶閘管的管壓降信號(hào)為Vc。在電壓過(guò)零時(shí)，管壓降為0。管壓降信號(hào)Va、Vb、Vc嚴(yán)格遵守三相交流電相序規(guī)律，信號(hào)的周期為180，各相的相位差為120。以Va為基準(zhǔn)，當(dāng)Va開始有壓降，此時(shí)開始計(jì)時(shí)，若60后到來(lái)的信號(hào)是Vc，120后到來(lái)的信號(hào)是Vb，則可判定為正相序。相反，當(dāng)Va開始有壓降，若

5、60后到來(lái)的信號(hào)是Vb，120后到來(lái)的信號(hào)是Vc，則可判定為逆相序。3.43.4脈沖觸發(fā)脈沖觸發(fā)（1）觸發(fā)同步為了能對(duì)主回路的輸出電壓Ud進(jìn)行準(zhǔn)確的控制，SCR必須接受與SCR主電路具有相同頻率的觸發(fā)信號(hào)。在A、B、C三相電路中，正相晶閘管觸發(fā)信號(hào)相位相差120，反相晶閘管觸發(fā)信號(hào)相位也相差120，而同一相中反并聯(lián)的兩個(gè)晶閘管的觸發(fā)脈沖相位相差180。宏觀來(lái)看三相交流調(diào)壓電路，是每隔60控制器發(fā)出一個(gè)觸發(fā)脈沖。（2）觸發(fā)脈寬晶閘管的觸發(fā)

6、是有一個(gè)過(guò)程的，也就是晶閘管的導(dǎo)通需要一定的時(shí)間，不是一觸即通，只有當(dāng)晶閘管的陽(yáng)極電流即主回路電流上升到晶閘管的擎住電流IL以上時(shí)，管子才能導(dǎo)通，所以觸發(fā)脈沖信號(hào)應(yīng)有一定的寬度才能保證被觸發(fā)的晶閘管可靠導(dǎo)通。例如：一般晶閘管的導(dǎo)通時(shí)間在6μs左右，故觸發(fā)脈沖的寬度至少在6μs以上，一般取20～50μs，對(duì)于大電感負(fù)載，由于電流上升較慢，觸發(fā)脈沖寬度還應(yīng)加大，否則脈沖終止時(shí)主回路電流還未上升到晶閘管的擎任電流以上，則晶閘管又重新關(guān)斷，所以

7、脈沖寬度不應(yīng)小于300μs，通常取1ms，相當(dāng)廣50Hz正弦波的18電角度。3.53.5移相調(diào)壓過(guò)程移相調(diào)壓過(guò)程由于異步電動(dòng)機(jī)是感性負(fù)載，從電力電子學(xué)中得到，當(dāng)交流調(diào)壓電路帶感性負(fù)載時(shí)，只有當(dāng)觸發(fā)角α大于感性負(fù)載的功率因數(shù)角φ時(shí)，才能起調(diào)壓的作用，因?yàn)楫?dāng)αφ時(shí)，電流導(dǎo)通的時(shí)間將始終保持在180，其情況和α=φ時(shí)一樣，相控不起任何調(diào)壓作用，甚至在晶閘管觸發(fā)脈沖不夠?qū)挼那闆r下，還會(huì)出現(xiàn)只有一個(gè)方向的晶閘管在工作，負(fù)載上可能出現(xiàn)直流分量，危害