電氣類畢業(yè)論文---軟起動(dòng)器

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　軟起動(dòng)器是一種集電機(jī)軟起動(dòng)、軟停車、輕載節(jié)能和多種保護(hù)功能于一體的新穎電機(jī)控制裝置，國(guó)外稱為Soft Starter。它的主要構(gòu)成是串接于電源與被控電機(jī)之間的三相反并聯(lián)晶閘管及其電子控制電路。運(yùn)用不同的方法，控制三相反并聯(lián)晶閘管的導(dǎo)通角，使被控電機(jī)的輸入電壓按不同的要求而變化，就可實(shí)現(xiàn)不同的功能 </p><

2、p>　　關(guān)鍵詞：軟起動(dòng)，交流籠型電動(dòng)機(jī)</p><p>　　Abstract Soft Starter Set is a motor soft start and soft stop, and a variety of energy-saving light-load protection in one of the new motor control devices, known as the for

3、eign Soft Starter. It is the main component in the series connection between the electrical power and charged with three parallel opposite the gate and its electronic control circuit. Use different methods to control the

4、 contrary three parallel SCR on-Kok, charged with the importation of electrical voltage according to diff</p><p>　　Keyword: soft start, exchange cage motor</p><p><b>　　目錄</b></p&g

5、t;<p><b>　　摘要1</b></p><p>　　第一章 緒論3</p><p>　　1.1 軟起動(dòng)的背景3</p><p>　　1.2軟起動(dòng)器的功能特點(diǎn)4</p><p>　　1.3軟起動(dòng)器與傳統(tǒng)起動(dòng)方式的比較4</p><p>　　1.4軟起動(dòng)器的起、停

6、方式以及保護(hù)功能5</p><p>　　1.4.1軟起動(dòng)器起、停方式5</p><p>　　1.4.2 軟起動(dòng)的保護(hù)功能7</p><p>　　1.5 軟起動(dòng)的前景7</p><p>　　第二章 交流籠型電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)控制技術(shù)8</p><p>　　2.1 交流籠型電動(dòng)機(jī)的各種起動(dòng)方式8</p&g

7、t;<p>　　2.1.1 交流籠型電動(dòng)機(jī)全壓起動(dòng)8</p><p>　　2.1.2 交流籠型電動(dòng)機(jī)星—角起動(dòng)9</p><p>　　2.1.3 交流籠型電動(dòng)機(jī)自耦減壓起動(dòng)9</p><p>　　2.1.4 交流籠型電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)9</p><p>　　2.2 交流籠型電動(dòng)機(jī)各種起動(dòng)方式比較10</p>

8、;<p>　　2.3 交流籠型電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)的各種控制方式11</p><p>　　第三章 交流籠型電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)的單電機(jī)主電路方案21</p><p>　　3.1 接觸器—熔斷器電路21</p><p>　　3.2 斷路器—接觸器電路21</p><p>　　3.3 通過(guò)軟起動(dòng)器實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)制動(dòng)的控制21&l

9、t;/p><p>　　3.4 帶旁接觸器兩個(gè)旋轉(zhuǎn)方向運(yùn)行電路24</p><p><b>　　結(jié)束語(yǔ)26</b></p><p><b>　　致謝27</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)28</b></p><p><b>　　

10、第一章 緒論</b></p><p>　　1.1 軟起動(dòng)的背景</p><p>　　異步電動(dòng)機(jī)以其優(yōu)良的性能及無(wú)需維護(hù)的特點(diǎn)，在各行各業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。然而由于其起動(dòng)時(shí)要產(chǎn)生較大沖擊電流，同時(shí)由于起動(dòng)應(yīng)力較大，使負(fù)載設(shè)備的使用壽命降低。國(guó)家有關(guān)部門對(duì)電機(jī)起動(dòng)早有明確規(guī)定，既電機(jī)起動(dòng)時(shí)的電網(wǎng)電壓降不能超過(guò)15%。人們往往需要配備限制電機(jī)起動(dòng)電流的起動(dòng)設(shè)備，過(guò)去人們多采用Y

11、/△轉(zhuǎn)換、磁控降壓起動(dòng)器、自藕降壓等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。這些方法雖然可以起到一定的限流作用，但沒(méi)有從根本上解決問(wèn)題。</p><p>　　電子技術(shù)的快速發(fā)展，軟起動(dòng)器得到廣泛應(yīng)用。它不僅實(shí)現(xiàn)在整個(gè)起動(dòng)過(guò)程中無(wú)沖擊而平滑的起動(dòng)電機(jī)，而且可根據(jù)電動(dòng)機(jī)負(fù)載的特性來(lái)調(diào)節(jié)起動(dòng)過(guò)程中的參數(shù)，如限流值、起動(dòng)時(shí)間等。此外，它還具有多種對(duì)電機(jī)保護(hù)功能，這就從根本上解決了傳統(tǒng)的降壓起動(dòng)設(shè)備的諸多弊端</p><p>

12、　　軟起動(dòng)器是一種集電機(jī)軟起動(dòng)、軟停車、輕載節(jié)能和多種保護(hù)功能于一體的新穎電機(jī)控制裝置，國(guó)外稱為Soft Starter。它的主要構(gòu)成是串接于電源與被控電機(jī)之間的三相反并聯(lián)閘管及其電子控制電路。</p><p>　　運(yùn)用不同的方法，控制三相反并聯(lián)晶閘管的導(dǎo)通角，使被控電機(jī)的輸入電壓按不同的要求而變化，就可實(shí)現(xiàn)不同的功能。</p><p>　　軟起動(dòng)器和變頻器是兩種完全不同用途的產(chǎn)品。變頻器

13、是用于需要調(diào)速的地方，其輸出不但改變電壓而且同時(shí)改變頻率；軟起動(dòng)器實(shí)際上是個(gè)調(diào)壓器，用于電機(jī)起動(dòng)時(shí)，輸出只改變電壓并沒(méi)有改變頻率。變頻器具備所有軟起動(dòng)器功能，但它的價(jià)格比軟起動(dòng)器貴得多，結(jié)構(gòu)也復(fù)雜得多。</p><p>　　1.2軟起動(dòng)器的功能特點(diǎn)</p><p>　　軟起動(dòng)器是一種用來(lái)控制交流異步電動(dòng)機(jī)的新設(shè)備，它是集電機(jī)軟起動(dòng)、軟停車、輕載節(jié)能和多種保護(hù)功能于一體的新穎電機(jī)控制裝置，國(guó)

14、外稱為Soft Starter。它的主要構(gòu)成是串接于電源與被控電機(jī)之間的三相反并聯(lián)晶閘管及其電子控制電路。運(yùn)用不同的方法，控制三相反并聯(lián)晶閘管的導(dǎo)通角，使被控電機(jī)的輸入電壓按不 同的要求而變化，就可實(shí)現(xiàn)不同的功能。以上海山宇公司生產(chǎn)的軟起動(dòng)器來(lái)說(shuō)明軟起動(dòng)器的功能特點(diǎn)。山宇公司的軟起動(dòng)器主要由雙CPU的主控板、電機(jī)主控制回路及供電變壓器構(gòu)成，具有控制功能、電機(jī)保護(hù)功能以及顯示、報(bào)警、參數(shù)設(shè)置等功能</p><p>

15、　　1.3軟起動(dòng)器與傳統(tǒng)起動(dòng)方式的比較 </p><p>　　表1-1了軟起動(dòng)器與傳統(tǒng)起動(dòng)器的比較，從起動(dòng)電流的波形可以看出軟起動(dòng)器啟動(dòng)時(shí)無(wú)沖擊電流，而傳統(tǒng)的起動(dòng)器在起動(dòng)時(shí)有1-2次的沖擊電流。而且從起始電壓、電機(jī)轉(zhuǎn)矩特性、能否頻繁起動(dòng)方面對(duì)比情況看，軟起動(dòng)器在起動(dòng)時(shí)有傳統(tǒng)起動(dòng)器無(wú)法比擬的優(yōu)越性。</p><p>　　表1-1動(dòng)軟起動(dòng)器與傳統(tǒng)起動(dòng)器的比較</p><p&

16、gt;　　1.4軟起動(dòng)器的起、停方式以及保護(hù)功能</p><p>　　1.4.1軟起動(dòng)器起、停方式</p><p>　　軟起動(dòng)器有完美的起動(dòng)模式，收到外部起、停命令后，按照預(yù)先設(shè)定的起、停方式實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的控制?？蛇x的起、停控制模式有以下幾種： </p><p>　?。?）限流軟起動(dòng)控制模式：電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，其輸出電壓從零迅速增加，直至輸出電流達(dá)到設(shè)定的電流限幅值Ｉm

17、，然后保證輸出電流在不大于該值的情況下，電壓逐漸升高，電動(dòng)機(jī)逐漸加速，當(dāng)電動(dòng)機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)，旁路接觸器吸合，輸出電流迅速下降至電機(jī)額定電流Ie以下，完成起動(dòng)過(guò)程。如圖1-1所示。</p><p>　　圖1-1限流軟起動(dòng)示意圖</p><p>　?。?）電壓斜坡起動(dòng)控制模式 : 當(dāng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，在電動(dòng)機(jī)電流不超出額定值400%的范圍內(nèi)，軟起動(dòng)器的輸出電壓迅速上升到整定值U1，然后按設(shè)定的速

18、率逐漸增加，電動(dòng)機(jī)隨電壓的上升不斷平穩(wěn)加速，直至達(dá)到額定電壓后，電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速，旁路接觸器吸合，起動(dòng)過(guò)程完成。起動(dòng)時(shí)間T是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)條件下所得的控制參數(shù)，SJR2系列軟起動(dòng)器以此參數(shù)為基準(zhǔn)，通過(guò)控制輸出電壓使電機(jī)平穩(wěn)加速以完成起動(dòng)過(guò)程，并非機(jī)械的控制時(shí)間T而不論電機(jī)加速是否平穩(wěn)，鑒于此，在負(fù)載較輕時(shí)，起動(dòng)時(shí)間往往小于設(shè)定的起動(dòng)時(shí)間，只要能順利起動(dòng)則屬正常，這也是山宇變頻器智能化的表現(xiàn)之一。一般而言，電壓斜坡起動(dòng)模式適用于對(duì)

19、起動(dòng)電流要求不嚴(yán)對(duì)起動(dòng)平穩(wěn)性要求較高的場(chǎng)所。輸出特性曲線如圖1-2所示。</p><p>　　圖1-2電壓斜坡起動(dòng)輸出特性曲線</p><p>　　（3）突跳+限流或突跳+電壓起動(dòng)模式：圖1-3給出了突跳起動(dòng)模式的輸出變化波形，在某些重載場(chǎng)合下，由于機(jī)械靜摩擦力的影響而不能起動(dòng)電機(jī)時(shí)，可選用此種起動(dòng)模式。在起動(dòng)時(shí)，先對(duì)電動(dòng)機(jī)施加一個(gè)較高的固定的電壓并持續(xù)有限的一段時(shí)間，以克服電動(dòng)機(jī)負(fù)載的靜

20、摩擦力使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，然后按限制電流或電壓斜坡的方式起動(dòng)。在選用此模式前，應(yīng)先用非突跳模式起動(dòng)電機(jī)，若電機(jī)因靜摩擦力太大不能轉(zhuǎn)動(dòng)，再選用此模式，否則應(yīng)避免用此模式起動(dòng)，以減少不必要的大電流沖擊。</p><p>　　（a）突跳+限流 (b)突跳+電壓起動(dòng)</p><p>　　圖1-3突跳起動(dòng)輸出特性曲線</p><p>　　(

21、4) 電流斜坡起動(dòng)模式。圖1-4為電流斜坡起動(dòng)模式的輸出電流波形，其中I1為限流值，T1為設(shè)置的時(shí)間值。電流斜坡起動(dòng)模式具有較強(qiáng)的加速能力，適用與兩極電動(dòng)機(jī)，也可在一定范圍內(nèi)縮短起動(dòng)時(shí)間</p><p>　　圖1-4電流斜坡起動(dòng)輸出特性曲線</p><p>　?。?）軟停車模式：在這種停車模式下，電動(dòng)機(jī)的供電有旁路接觸器切換到軟起動(dòng)器的晶閘管輸出，軟起動(dòng)器的輸出電壓由全壓逐漸減小，使電動(dòng)機(jī)

22、轉(zhuǎn)速平穩(wěn)降低，以避免機(jī)械震蕩，直到電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。</p><p>　　（6）自由停車：在這種停車模式下，軟起動(dòng)器接到停止命令后立即斷開(kāi)旁路接觸器并禁止軟起動(dòng)器晶閘管的電壓輸出，電動(dòng)機(jī)依負(fù)載慣性逐漸停車。</p><p>　　1.4.2 軟起動(dòng)的保護(hù)功能</p><p>　?。?）過(guò)載保護(hù)功能：軟起動(dòng)器引進(jìn)了電流控制環(huán)，因而隨時(shí)跟蹤檢測(cè)電機(jī)電流的變化狀況。通過(guò)增加

23、過(guò)載電流的設(shè)定和反時(shí)限控制模式，實(shí)現(xiàn)了過(guò)載保護(hù)功能，使電機(jī)過(guò)載時(shí)，關(guān)斷晶閘管并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。</p><p>　?。?）缺相保護(hù)功能：工作時(shí)，軟起動(dòng)器隨時(shí)檢測(cè)三相線電流的變化，一旦發(fā)生斷流，即可作出缺相保護(hù)反應(yīng)。</p><p>　　（3）過(guò)熱保護(hù)功能：通過(guò)軟起動(dòng)器內(nèi)部熱繼電器檢測(cè)晶閘管散熱器的溫度，一旦散熱器溫度超過(guò)允許值后自動(dòng)關(guān)斷晶閘管，并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。</p><

24、p>　?。?）其它功能：通過(guò)電子電路的組合，還可在系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)其它種種聯(lián)鎖保護(hù)</p><p>　　1.5 軟起動(dòng)的前景</p><p>　　現(xiàn)在市場(chǎng)有多種型號(hào)的軟起動(dòng)可供用戶選擇，不同產(chǎn)品所具功能也不僅相同，選擇是建議遵循下述原則。原則上，異步電機(jī)凡不需要調(diào)速的各種應(yīng)用場(chǎng)合都可使用，適用于各種泵類負(fù)載或風(fēng)機(jī)類負(fù)載，需要軟起動(dòng)與軟停車(解決水錘效用)對(duì)于變負(fù)載工況、電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期處于輕載運(yùn)

25、行，只有短時(shí)或瞬間處于滿負(fù)荷運(yùn)行場(chǎng)合，應(yīng)用軟起動(dòng)器(不帶旁路接觸器)則具有輕載節(jié)能的效果。</p><p>　　第二章 交流籠型電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)控制技術(shù)</p><p>　　2.1 交流籠型電動(dòng)機(jī)的各種起動(dòng)方式</p><p>　　2.1.1 交流籠型電動(dòng)機(jī)全壓起動(dòng)</p><p>　　將電動(dòng)機(jī)的定子直接入電網(wǎng)，電機(jī)定子可獲得電網(wǎng)的全電壓，

26、稱之電動(dòng)機(jī)的全壓起動(dòng)，全壓起動(dòng)的特點(diǎn)：</p><p><b>　　a、高起動(dòng)電流；</b></p><p><b>　　b、高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩；</b></p><p><b>　　c、最短起動(dòng)時(shí)間；</b></p><p>　　d、只能直接起停電動(dòng)機(jī)；</p><

27、;p>　　e、起動(dòng)裝置價(jià)格便宜</p><p>　　2.1.2 交流籠型電動(dòng)機(jī)星—角起動(dòng)</p><p>　　此時(shí)交流電動(dòng)機(jī)的定子相繞組是分別被引出到電機(jī)接線板上（共六個(gè)接線端子），電機(jī)的工作狀態(tài)取決于定子相繞組的接法，即是說(shuō)相繞組的工作電壓是線電壓還是相電壓，即所謂的三角或星接法。利用電機(jī)當(dāng)工作在相電壓下，其轉(zhuǎn)矩降低同時(shí)，電機(jī)電流下降較多的特點(diǎn)，將電機(jī)定子通過(guò)星—角轉(zhuǎn)換面先接成星

28、形，然后再接到電源的起動(dòng)方式，稱之電機(jī)星—角起動(dòng)，其特點(diǎn)是：</p><p>　　a、低起動(dòng)電流（不能調(diào)節(jié)）；</p><p><b>　　b、低起動(dòng)轉(zhuǎn)矩；</b></p><p><b>　　c、長(zhǎng)起動(dòng)時(shí)間；</b></p><p>　　d、只能直接停止電機(jī)運(yùn)行；</p><p

29、>　　e、星—角切換產(chǎn)生電流和轉(zhuǎn)矩的尖脈沖沖擊；</p><p>　　2.1.3 交流籠型電動(dòng)機(jī)自耦減壓起動(dòng)</p><p>　　將電動(dòng)機(jī)的定子通過(guò)可有級(jí)調(diào)整電壓的自藕變壓器接至電網(wǎng)的降壓起動(dòng)方式稱之為電動(dòng)機(jī)自藕減壓起動(dòng)。自藕減壓起動(dòng)的特點(diǎn)是：</p><p>　　a、需加一臺(tái)有抽頭可調(diào)起動(dòng)電壓和電流的自藕變壓器；</p><p>&l

30、t;b>　　b、起動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)；</b></p><p>　　c、在電壓轉(zhuǎn)換瞬間有尖峰電流和尖峰轉(zhuǎn)矩；</p><p>　　d、只能直接停止電機(jī)運(yùn)行；</p><p>　　2.1.4 交流籠型電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)</p><p>　　對(duì)電動(dòng)機(jī)定子施以標(biāo)準(zhǔn)電壓（電流）—時(shí)間特性，由某一基值電壓上升至額定電壓，同時(shí)電動(dòng)機(jī)在控制（或限制）其

31、力矩及沖擊條件下，由另速靜止平滑加速至額定轉(zhuǎn)速或從額定轉(zhuǎn)速緩慢停止的過(guò)程。而通常將實(shí)現(xiàn)上述功能的電力電子裝置稱之為軟起動(dòng)器，而將軟起動(dòng)器及其為運(yùn)行而配置的其他多個(gè)低壓電器、測(cè)量、傳感、調(diào)節(jié)或多臺(tái)電機(jī)控制、起動(dòng)的協(xié)調(diào)（如PLC）部分等裝于一個(gè)有防護(hù)的外殼中，則稱之為電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)裝置（柜）。</p><p>　　電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)有如下特點(diǎn)：</p><p><b>　　a、可調(diào)起動(dòng)電流；

32、</b></p><p><b>　　b、可調(diào)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩；</b></p><p>　　c、可適當(dāng)調(diào)節(jié)起動(dòng)時(shí)間；</p><p><b>　　d、可實(shí)現(xiàn)軟停車；</b></p><p>　　e、對(duì)機(jī)械設(shè)備和管道的磨損最?。?lt;/p><p>　　f、可實(shí)現(xiàn)一臺(tái)軟起動(dòng)設(shè)

33、備逐步（同時(shí)）起動(dòng)若干臺(tái)電動(dòng)機(jī)；</p><p>　　2.2 交流籠型電動(dòng)機(jī)各種起動(dòng)方式比較</p><p>　　本章介紹了各類電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方式，并且分別說(shuō)明了它們的特點(diǎn)。這里再以主要電氣性能，以量化的數(shù)據(jù)進(jìn)行一番對(duì)比，以其做個(gè)小結(jié)，并有一比較后的基本結(jié)論，那就是軟起動(dòng)方式是現(xiàn)代電氣傳動(dòng)的最優(yōu)方式，期望這一世界性的工業(yè)基礎(chǔ)裝備盡快在我國(guó)得到普及。</p><p>

34、　　各種起動(dòng)方式基本性能對(duì)比表</p><p>　　典型起動(dòng)方式電壓、電流轉(zhuǎn)矩對(duì)比表</p><p>　　2.3 交流籠型電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)的各種控制方式</p><p>　　交流籠型電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)的主要控制方式有兩大類：通過(guò)限制起動(dòng)電流；通過(guò)轉(zhuǎn)矩控制。其目的都是在滿足負(fù)載轉(zhuǎn)矩需求的前提下，提供足夠的加速轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)帶有負(fù)載的電動(dòng)機(jī)平滑加速到額定值。</p>

35、<p>　　1） 通過(guò)限流的軟起動(dòng)</p><p>　　通過(guò)限流實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)?？梢詧D2-1 說(shuō)明，通過(guò)電機(jī)端電壓的控制（即電壓按一定斜坡逐步增長(zhǎng)），電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流被限制（遠(yuǎn)比全壓起動(dòng)小），同時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)速平緩增長(zhǎng)，做到電機(jī)軟起動(dòng)。從本圖還可看出負(fù)載存在有靜摩擦轉(zhuǎn)矩，為此在電壓給定初期，需要一突加電壓（約25%～75%可調(diào)），我們稱之為起始電壓；此后電機(jī)依一斜率增加，我們稱之為斜坡電壓。通過(guò)施加起始電壓（小

36、于額定電壓）和斜坡電壓，實(shí)現(xiàn)了限制起動(dòng)電流，其結(jié)果是壓</p><p>　　呈跳躍式變化，如圖2-1 所示的速度與轉(zhuǎn)矩的關(guān)系曲線，使電機(jī)運(yùn)行在另一條特性曲線上。 </p><p><b>　　a、電壓斜坡</b></p><p>　　如圖2-2 所示，電壓斜坡控制由二個(gè)物理量組成：起始電壓，斜坡時(shí)間。從起始電壓變化看，呈跳躍式變化，如

37、圖示</p><p>　　此后電壓沿一給定斜率，經(jīng)過(guò)給定的斜坡時(shí)間tR，到達(dá)額定電壓UN。與此對(duì)應(yīng)的電流IS也被限制在IA范圍內(nèi)，這是由于電流I是電壓的積分，然后在斜坡電壓作用下按負(fù)載轉(zhuǎn)矩需求逐步增加，直至起動(dòng)完畢。電流降至負(fù)載電流ILO。</p><p>　　電壓斜坡是實(shí)現(xiàn)限制起動(dòng)電流，并提供克服靜摩擦轉(zhuǎn)矩的起始起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，做到電機(jī)平滑起動(dòng)的主要基本技術(shù)措施。并且隨著靜轉(zhuǎn)矩大小，可隨意調(diào)節(jié)

38、起始電壓US，根據(jù)負(fù)載慣性矩的大小，還可隨意調(diào)節(jié)斜坡時(shí)間。 </p><p>　　b、電流限制的各種方案</p><p>　　限制軟起動(dòng)起動(dòng)電流有如下二種控制方案，它們相對(duì)于不同負(fù)載情況，各有優(yōu)點(diǎn)。下面分別予以說(shuō)明。</p><p>　　只有電壓限制：（見(jiàn)圖2-3 ）通過(guò)電壓限制去限制起始電流，效果是明顯的。當(dāng)電壓被限制在UB時(shí)，電流將被限制在IB，在限制時(shí)間tB內(nèi)

39、，電流IB也維持一定時(shí)間，直至將電動(dòng)機(jī)起動(dòng)至額定轉(zhuǎn)速后，電流開(kāi)始下降至負(fù)載電流IL需要值。由于電流限制通過(guò)電壓限制實(shí)現(xiàn)，電流隨時(shí)間變化的波形比較圓滑，也即電流充滿系數(shù)低。這樣從電磁、轉(zhuǎn)矩能量關(guān)系看，顯然起動(dòng)時(shí)間相比較與直接利用電流限制要長(zhǎng)些。</p><p>　　只有電流限制：（見(jiàn)圖2-4 ）本方式是直接限制電流，達(dá)到限制起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、平滑起動(dòng)電機(jī)目的。由于是直接限制電流，與通過(guò)限制電壓達(dá)到限制電流相比，電流充滿系數(shù)

40、要好些，故相對(duì)來(lái)說(shuō)，起動(dòng)時(shí)間就短些。從工程實(shí)現(xiàn)角度看：限制電流方式比限制電壓方式要難些，要么通過(guò)計(jì)算，直接給出電流量控制，要么建立電流閉環(huán)。</p><p>　　c、電壓斜坡和電壓限制</p><p>　　圖2-5 電壓斜坡和電壓限制</p><p>　　電壓斜坡和電壓限制的電壓和電流波形見(jiàn)圖2-5 。其控制方式是：先施加一起始電壓US，然后轉(zhuǎn)換成斜坡電壓U。經(jīng)

41、過(guò)斜坡時(shí)間tR時(shí)間，電壓達(dá)到UB后，限制在UB，并經(jīng)tB時(shí)間，在轉(zhuǎn)換到額定電壓UN。同樣電流由O　 IS IB IL至負(fù)載平衡，電機(jī)起動(dòng)完畢。</p><p>　　本控制方式雖然較前敘復(fù)雜些，但電流量沒(méi)有像。只有電流限制，那樣電流有一突變，其電流波形較圓滑，這同樣是由于是用施加電壓量去控制電流，而不是直接控制電流的緣故。</p><p>　　d、電流限制和電壓斜坡</p>

42、<p>　　圖2-6 是電流限制和電壓斜坡控制時(shí)的電壓、電流隨時(shí)間變化的波形。</p><p>　　???圖2-6 電流限制電壓斜坡</p><p>　　電流限制和電壓斜坡控制與上面一種電壓限制、電壓斜坡的區(qū)別是電流限制是直接通過(guò)控制電流實(shí)現(xiàn)。因此其電流充滿系數(shù)要比電壓限制充滿，相比較起動(dòng)時(shí)間要短些，但同時(shí)存在直接控制電流較直接控制電壓難些。</p><

43、;p>　　??? e、電壓限制和突跳起動(dòng)</p><p>　　圖2-7 是電壓限制和突跳起動(dòng)控制時(shí)的電壓、電流隨時(shí)間變化的波形。</p><p>　　圖2-7 電壓限制和起動(dòng)突跳</p><p>　　本控制方式是對(duì)那些具有較大靜阻力矩的機(jī)械設(shè)備配置的一種控制方式。在起動(dòng)伊始，給電機(jī)突加一?L，并轉(zhuǎn)入成對(duì)電機(jī)施加一較高起動(dòng)電流IL，用其克服較大靜摩擦轉(zhuǎn)矩，使

44、負(fù)載機(jī)械開(kāi)始盤車。經(jīng)過(guò)短暫地時(shí)間tL后，電壓波形下降到UB（電壓限制值），并維持tB時(shí)間，轉(zhuǎn)換成額定電壓UN，其相應(yīng)電流波形由IL IB IL，完成電機(jī)起動(dòng)過(guò)程。</p><p>　　f、電流限制和突跳起動(dòng)</p><p>　　圖2-8 是電流限制和突跳起動(dòng)控制時(shí)的電壓、電流隨時(shí)間變化的波</p><p>　　圖2-8 電流限制和突跳起動(dòng)</p&g

45、t;<p>　　本控制方案與電壓限制、突跳起動(dòng)的不同點(diǎn)是：將電流限制直接通過(guò)電流控制實(shí)現(xiàn)，</p><p>　　其他控制過(guò)程都一致。其效果也是電流控制的電流波形充滿系數(shù)好，相對(duì)起動(dòng)時(shí)間短。</p><p>　　圖2-9 電壓限制和電壓斜坡突跳起動(dòng)</p><p>　　g、電壓限制和電壓斜坡加突跳起動(dòng)</p><p>　　圖2

46、-9 是電壓限制和電壓斜坡加突跳起動(dòng)控制時(shí)的電壓、電流隨時(shí)間變化的波形。</p><p>　　?? 本控制方式是一較復(fù)雜的控制方式。即在電壓限制、電壓斜坡基礎(chǔ)上添加突跳起動(dòng)，也是為那些大摩擦轉(zhuǎn)矩負(fù)載而設(shè)置。從電流波形看，要比電壓限制加突跳起動(dòng)的波形好，加入電壓斜坡，使電壓量在起動(dòng)過(guò)程中有一緩慢變化段，不至使電機(jī)受到一電流突然變化的小沖擊，起動(dòng)平穩(wěn)。</p><p>　　??? h、電流

47、限制和電壓斜坡加突跳起動(dòng)</p><p>　　?圖2-10是電流限制和電壓斜坡加突跳起動(dòng)控制時(shí)的電壓、電流隨時(shí)間變化的波形。</p><p>　　圖2-10 電壓斜坡和電流限制突跳起動(dòng)</p><p>　　本方案與電壓限制不同（圖2-9 ），是通過(guò)直接控制電流實(shí)現(xiàn)限制電流，其他類同。再與無(wú)電壓斜坡的電流限制加突跳起動(dòng)相比（圖2-8 ），使電機(jī)起動(dòng)過(guò)程中有一緩慢的變

48、化段，不致使電機(jī)受到突然變化電流的沖擊，起動(dòng)平穩(wěn)。</p><p>　　2） 磁通轉(zhuǎn)矩控制的軟起動(dòng)</p><p>　　現(xiàn)代軟起動(dòng)技術(shù)正是將原變頻調(diào)速中的矢量控制和磁場(chǎng)定向控制引入，并創(chuàng)立了轉(zhuǎn)矩控制。由于軟起動(dòng)研究的是電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)過(guò)程，所以要對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制，此時(shí)標(biāo)注轉(zhuǎn)矩斜坡控制，則更確切。圖2-18即是轉(zhuǎn)矩控制的方框圖，圖2-11為帶轉(zhuǎn)矩斜坡控制的起動(dòng)特性，相應(yīng)的圖2-12和圖2-13分別

49、為電壓斜坡及電壓斜坡加電流限制起動(dòng)特性。</p><p>　　圖2-11 帶力矩控制的起動(dòng)特性</p><p>　　下面簡(jiǎn)單介紹通過(guò)轉(zhuǎn)矩斜坡控制得到的理想起動(dòng)特性。通過(guò)圖2-12、圖2-13的對(duì)比，可以非常明顯的看到在電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)過(guò)程中，以轉(zhuǎn)矩為控制量完成電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)的過(guò)程控制是一種最佳選擇。由于我們討論的是電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程，在這一過(guò)程中負(fù)載需要的轉(zhuǎn)矩（恒轉(zhuǎn)矩除外）也隨起動(dòng)過(guò)程逐步增加，故

50、稱變轉(zhuǎn)矩，再者更希望此變化的轉(zhuǎn)矩隨負(fù)載與轉(zhuǎn)速關(guān)系曲線跟蹤變化，也稱轉(zhuǎn)矩斜坡。從圖1-20中還可看到，此時(shí)起動(dòng)的每一瞬間電機(jī)提供給負(fù)</p><p>　　圖2-12 電壓斜坡軟起動(dòng)特性</p><p>　　圖2-13 電壓斜坡結(jié)合電流限幅起動(dòng)特性</p><p>　　載的加速轉(zhuǎn)矩也僅限于稍大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩（一般取值115%）即可，具體的工程簡(jiǎn)化計(jì)算及工程估算值，將在下

51、一章詳細(xì)介紹。</p><p>　　在圖2-15中，電壓斜坡與轉(zhuǎn)矩斜坡之間的雙蔭影為剩余加速轉(zhuǎn)矩，蔭影為電壓控制下的加速轉(zhuǎn)矩，而采用轉(zhuǎn)矩斜坡控制后（圖2-16泵控制特性）的實(shí)際加速轉(zhuǎn)矩需要?jiǎng)t是小得多。圖2-14則是泵控制后的流量—時(shí)間特性，可看出泵流量在轉(zhuǎn)矩斜坡控制下變化是平穩(wěn)的。</p><p>　　第三章 交流籠型電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)的單電機(jī)主電路方案</p><p>

52、;　　3.1 接觸器—熔斷器電路</p><p>　　由軟起動(dòng)器組成的控制電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的裝置，除去主要電器設(shè)備—軟起動(dòng)器外，為了實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)、電機(jī)之間的電聯(lián)接可靠工作，仍需施加起保護(hù)協(xié)調(diào)與控制作用的低壓電器如刀開(kāi)關(guān)、熔斷器、刀熔開(kāi)關(guān)、斷路器、熱繼電器、快速熔斷器等，實(shí)現(xiàn)功能不同，線路配置不同，下面分別敘述。</p><p>　　在軟起動(dòng)電路中值得推薦的是接觸器—熔斷器組；即所謂F-C電路。即

53、使不使用軟起動(dòng)的平滑起動(dòng)，而用硬起動(dòng)，F(xiàn)-C電路也是一很好方案。</p><p>　　需要說(shuō)明的是天傳電子公司軟起動(dòng)無(wú)須加裝快速熔斷器，本產(chǎn)品的電子保護(hù)已經(jīng)保證可靠運(yùn)行。但主接觸仍要接入，否則電機(jī)側(cè)仍帶電。這是由于旁路接觸器旁路軟起動(dòng)，使電機(jī)帶電。只有在軟起動(dòng)器的上側(cè)接一只接觸器，當(dāng)其斷開(kāi)后，電動(dòng)機(jī)不再帶電。</p><p>　　3.2 斷路器—接觸器電路</p><

54、p>　　這一種接線方式是目前多數(shù)軟起動(dòng)用戶采用的首選方案，下面是天傳電子公司的一拖一斷路器一接觸器電器原理圖。其中斷路器即可采用帶熱磁扣器的塑殼開(kāi)關(guān)，也可采用單有電磁脫扣的塑殼斷路器。</p><p>　　3.3 通過(guò)軟起動(dòng)器實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)制動(dòng)的控制</p><p>　　通過(guò)軟起動(dòng)器實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)從零到預(yù)定轉(zhuǎn)速的 起動(dòng)過(guò)程，還可通過(guò)軟起動(dòng)器實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)從額定轉(zhuǎn)速到零速的制動(dòng)。這種制動(dòng)

55、可以</p><p>　　下面分別敘述它們的工作原理。</p><p>　　1） 通過(guò)軟起動(dòng)器實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)制動(dòng)基本原理</p><p>　　通過(guò)軟起動(dòng)器實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)制動(dòng)實(shí)質(zhì)是對(duì)電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)DC制動(dòng)，DC制動(dòng)屬于動(dòng)能制動(dòng)，它是將電機(jī)首先脫離交流電源的供電，然后將定子繞組切換到一直流電源，就可實(shí)現(xiàn)動(dòng)能制動(dòng)（見(jiàn)圖3-3）。</p><p>　　由圖3-3

56、看出，將直流電能接入電動(dòng)機(jī)定子繞組后，它也會(huì)在電動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生—磁場(chǎng)，它的基波值也會(huì)產(chǎn)生按正弦分布的磁通密度，這時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子仍然在旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)著的轉(zhuǎn)子中就感應(yīng)到這種交流電流，但是這一交流電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)相對(duì)定子而言是靜止的，它不會(huì)對(duì)電動(dòng)起加速作用，反而由于這一交流電流的不旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子電流的相互作用對(duì)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生—減速作用力，產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，達(dá)到電機(jī)制動(dòng)目的。上述作用還可通過(guò)異步電動(dòng)機(jī)的動(dòng)能制動(dòng)特性曲線直觀地觀察到（見(jiàn)圖3-4）。</p&g

57、t;<p>　　圖3-4是異步電動(dòng)機(jī)在動(dòng)能制動(dòng)過(guò)渡特性曲線。圖3-4的第Ⅰ象限畫的是電動(dòng)機(jī)固有特性，也即電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的特性，而第Ⅱ象限畫的是該電機(jī)受到反方向制動(dòng)力矩—M，電機(jī)工作轉(zhuǎn)換到停止位置的直流制動(dòng)特性。例如當(dāng)負(fù)載處于MC轉(zhuǎn)矩下運(yùn)行于轉(zhuǎn)速NC點(diǎn)；若此時(shí)發(fā)出制動(dòng)指令并轉(zhuǎn)入直流制動(dòng)，電機(jī)則沿通過(guò)NC點(diǎn)的水平虛線過(guò)渡到制動(dòng)時(shí)（第二象限）曲線1、2或3的①、②或③的任一個(gè)交點(diǎn)并沿此曲線，按箭頭方向滑向座標(biāo)原點(diǎn)，即制動(dòng)力矩為轉(zhuǎn)

58、速為另的點(diǎn)。曲線1、2或3分別代表3種不同的制動(dòng)電流或不同的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩—M情況，其中曲1制動(dòng)電流最大，曲線3制動(dòng)電流最小。</p><p>　　2） 通過(guò)軟起動(dòng)器實(shí)現(xiàn)制動(dòng)的主電路方案</p><p>　　從直流制動(dòng)原理圖3-3看，直流制動(dòng)需外加一直流電源或通過(guò)外加一整流器將交流轉(zhuǎn)換成制動(dòng)需要的直流。這里所講的是通過(guò)圖3-5線路可看出，可利用交流軟起動(dòng)器的電力電子功率元件，改變其向電動(dòng)機(jī)輸送交

59、流電能的通道，只允許脈沖直流通過(guò)T1 及 T3注入流向電動(dòng)機(jī)定子繞組，并產(chǎn)生制動(dòng)效果。在脈沖直流通過(guò)T1及T 3相向定子輸送直流電流時(shí)，T2相被K7接觸器斷開(kāi)，這樣實(shí)際線路與圖3-3的原理線路就一致了。由于轉(zhuǎn)子電阻是固定的，通過(guò)調(diào)整注入直流的大小，可以調(diào)整制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的大小。</p><p>　　對(duì)于圖3-5（b）所示的另一個(gè)線路是設(shè)置兩只接觸器K14 及K15，其中K14稱之為“關(guān)閉”制動(dòng)接觸器K15 稱之為“打

60、開(kāi)”制動(dòng)接觸器。它們的作用與圖的K7接觸器相一致，只是此時(shí)用K15代替了K7的常閉節(jié)點(diǎn)，K14代替了圖4-5的常開(kāi)節(jié)點(diǎn)。在控制方面無(wú)論是圖3-5（a）的K7接觸器和圖4-6（b）中的K14，K15接觸器均受到中間繼電器K2和軟起動(dòng)器中予置的制動(dòng)繼電器控制。在容量選擇上K14的容量大些，要大到15%?？刂评^電器K13是帶延時(shí)斷開(kāi)特性的開(kāi)關(guān)。</p><p>　　3.4 帶旁接觸器兩個(gè)旋轉(zhuǎn)方向運(yùn)行電路</p&

61、gt;<p>　　圖3-6是一個(gè)帶旁路接觸器的兩方面運(yùn)行電綱，共中K1為主接觸器，K2為旁路接觸器，K3反方向運(yùn)行運(yùn)轉(zhuǎn)接觸器。利用S3，S4操縱正向與反向運(yùn)行，利用在軟起動(dòng)內(nèi)部的邏輯信號(hào)，控制軟起動(dòng)完程后的旁路運(yùn)行。其他的S2為停止，S5為急停操作開(kāi)關(guān)。</p><p><b>　　結(jié)束語(yǔ)</b></p><p>　　通過(guò)以上的敘述，我們知道軟起動(dòng)器是一

62、種集電機(jī)軟起動(dòng)、軟停車、輕載節(jié)能和多種保護(hù)功能于一體的新穎電機(jī)控制裝置，國(guó)外稱為Soft Starter。它的主要構(gòu)成是串接于電源與被控電機(jī)之間的三相反并聯(lián)晶閘管及其電子控制電路。</p><p>　　運(yùn)用不同的方法，控制三相反并聯(lián)晶閘管的導(dǎo)通角，使被控電機(jī)的輸入電壓按不同的要求而變化，就可實(shí)現(xiàn)不同的功能。主要有四種啟動(dòng)方式：（1）限流軟起動(dòng)控制模式。這種起動(dòng)方式最簡(jiǎn)單，不具備電流閉環(huán)控制，僅調(diào)整晶閘管導(dǎo)通角，使

63、之與時(shí)間成一定函數(shù)關(guān)系增加。其缺點(diǎn)是，由于不限流，在電機(jī)起動(dòng)過(guò)程中，有時(shí)要產(chǎn)生較大的沖擊電流使晶閘管損壞，對(duì)電網(wǎng)影響較大，實(shí)際很少應(yīng)用；（2）電壓斜坡起動(dòng)控制模式。這種起動(dòng)方式是在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的初始階段起動(dòng)電流逐漸增加，當(dāng)電流達(dá)到預(yù)先所設(shè)定的值后保持恒定（t1至t2階段），直至起動(dòng)完畢。起動(dòng)過(guò)程中，電流上升變化的速率是可以根據(jù)電動(dòng)機(jī)負(fù)載調(diào)整設(shè)定。電流上升速率大，則起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，起動(dòng)時(shí)間短。該起動(dòng)方式是應(yīng)用最多的起動(dòng)方式，尤其適用于風(fēng)機(jī)、泵類

64、負(fù)載的起動(dòng)；（3）突跳+限流或突跳+電壓起動(dòng)模式。開(kāi)機(jī)，即以最短時(shí)間，使起動(dòng)電流迅速達(dá)到設(shè)定值，即為階躍起動(dòng)。通過(guò)調(diào)節(jié)起動(dòng)電流設(shè)定值，可以達(dá)到快速起動(dòng)效果；（4）電流斜坡起動(dòng)模式。在起動(dòng)開(kāi)始階段，讓晶閘管在級(jí)短時(shí)間內(nèi)，以較大電流導(dǎo)通一段時(shí)間后回落，再按原設(shè)定值線性上升，連入恒流起動(dòng)。該起動(dòng)方法，在一般負(fù)載中較少應(yīng)用，適用于重載并需克服較大靜摩擦</p><p>　　軟起動(dòng)器特別適用于各種泵類負(fù)載或風(fēng)機(jī)類負(fù)載，需要

65、軟起動(dòng)與軟停車的場(chǎng)合。同樣對(duì)于變負(fù)載工況、電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期處于輕載運(yùn)行，只有短時(shí)或瞬間處于重載場(chǎng)合，應(yīng)用軟起動(dòng)器（不帶旁路接觸器）則具有輕載節(jié)能的效果。而且隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的日新月異，智能控制系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用。如：智能大廈、無(wú)人值守泵站、無(wú)人值守供熱站、各種遙控調(diào)度系統(tǒng)、生產(chǎn)作業(yè)自動(dòng)化等等。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　

66、這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在我的導(dǎo)師***老師的悉心指導(dǎo)下完成的。雖然*老師沒(méi)有叫我們的課程我們對(duì)*老師也不太了解，但在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)和論文的完成過(guò)程中，xx老師都付出了很多的心血，她在百忙之中抽出寶貴的時(shí)間，多次詢問(wèn)設(shè)計(jì)進(jìn)程，為我指點(diǎn)迷津。xx老師一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度，踏踏實(shí)實(shí)的精神，深深的影響了我，她淵博的知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度以及對(duì)學(xué)術(shù)敏銳的洞察力，使我受益匪淺，終生難忘。在此，我要真誠(chéng)地感謝**老師在這段時(shí)間里你不僅僅是我的導(dǎo)師，

67、更是我各方面的啟明燈。</p><p>　　在此我要感謝***老師，是她們給我提供了一個(gè)良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，得到了許多同學(xué)的幫助在和他們的討論和交流過(guò)程中，使我增長(zhǎng)了不少知識(shí)，積累了不少經(jīng)驗(yàn)。</p><p>　　除了以上具體提到的，我還要感謝我的實(shí)習(xí)單位的全體工作人員，是你們?yōu)槲姨峁┝艘粋€(gè)良好的實(shí)踐環(huán)境。當(dāng)然，在我知識(shí)的積累和人生的成長(zhǎng)過(guò)程中，還有很多曾經(jīng)幫助過(guò)我的人，他們?cè)诟髯缘膷徫簧夏?/p>

68、地作出了貢獻(xiàn)，所以在這里，我要向所有關(guān)心和幫助過(guò)我的人表示我最誠(chéng)摯的祝福和感謝！</p><p><b>　　、</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1 R-M系列軟起動(dòng)器用戶手冊(cè) </p><p>　　2 普 XPR1-S

69、H系列智能化電機(jī)軟起動(dòng)器 </p><p>　　3 起動(dòng)器基礎(chǔ)問(wèn)答十例 </p><p>　　4 啟動(dòng)器電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用</p><p>　　5 流籠式電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)技術(shù)及應(yīng)用手冊(cè)</p><p>　　6 電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)（運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)） </p>&l

70、t;p>　　7 自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與裝置.化學(xué)工業(yè)出版社</p><p>　　8 SPWM變頻調(diào)速應(yīng)用技術(shù)(第二版) </p><p>　　9 深圳康沃電氣技術(shù)有限公司.康沃變頻調(diào)速器使用手冊(cè) </p><p>　　10 現(xiàn)代測(cè)控電路 高等教育出版社 </p&g