基于單片機的電機軟啟動器設計

1、中北大學2014屆畢業(yè)設計說明書1緒論緒論1.1三相異步電動機國內外研究現(xiàn)狀三相異步電動機國內外研究現(xiàn)狀我國軟起動技術起步于上世紀80年代早期，目前生產電機啟動器的廠家很多，先后也推出了多種品牌的軟起動器。但由于國內自主開發(fā)和生產的能力相對較弱，對國外產品的依賴還是很嚴重。在技術上和可靠性上與國外同類產品尚有一定的差距。所以在整個軟起動器市場上，占據(jù)統(tǒng)治地位的還是國外產品，國內產品所占的份額還是很低。目前市場上生產的軟啟動器主要以機械式

2、和三相反并聯(lián)晶閘管方式為主。機械式啟動器是目前使用比較廣泛的啟動方式，但它是有級起動，會產生二次沖擊電流，啟動電流仍然為標稱電流的3~4倍，且有體積大、噪音大、維護費用高、無法適應惡劣環(huán)境等諸多弊端。近三十年來，隨著電力電子技術的發(fā)展，使無電弧開關和連續(xù)調節(jié)電流成為可能。電力半導體開關器件具有無磨損、壽命長、功耗小等特點，結合現(xiàn)代控制理論及微機控制技術，為實現(xiàn)電機的軟起動提供了全新的思路。要突破傳統(tǒng)的啟動方式，是離不開電力電子技術和微機

3、控制技術的發(fā)展的。目前在國外，發(fā)達國家的電動機軟起動產品主要是固態(tài)軟起動裝置——晶閘管軟起動和兼作軟起動的變頻器。在生產工藝兼有調速要求時，采用變頻裝置。在沒有調速要求使用的場合下，起動負載較輕時一般采用晶閘管軟起動。在重載或負載功率特別大的時候，才使用變頻軟起動。晶閘管軟起動裝置是發(fā)達國家軟起動的主流產品，各知名電氣公司均有自己晶閘管軟起動的品牌，在其功能上又各具特色。例如GE公司生產的ASTAT智能電機軟起動器；ABB公司生產的PS

4、T、PSTB系列電機軟起動器；施耐德公司的ATS46軟起動器；德國SIEMENS公司的3RW22SIKOSTART軟起動器等等。目前，國外對晶閘管三相交流調壓電路的研究己經從對控制電壓、控制電機電流的開環(huán)、閉環(huán)方式，發(fā)展到通過建立比較準確實用的數(shù)學模型，找到適用于三相交流調壓電路電機負載的控制方法，從而使三相交流調壓電路電機負載性能更優(yōu)。另一方面，隨著電力電子技術的發(fā)展，異步電動機向更加可靠、方便性好、小型化方向發(fā)展。中北大學2014屆

5、畢業(yè)設計說明書2三相異步電動機的起動控制的研究三相異步電動機的起動控制的研究交流三相異步電動機的傳統(tǒng)啟動技術，如定子串電阻電抗器啟動、自耦變壓器降壓啟動、星形三角形降壓啟動、轉子串電阻或頻敏變阻器啟動等，在交流電動機啟動技術發(fā)展過程中都有過重要應用。但隨著晶閘管技術的發(fā)展，三相交流調壓軟啟動器因為具有性能良好、產品多樣、電壓可連續(xù)調節(jié)以及轉矩或電流可閉環(huán)控制等優(yōu)點，使得電子軟啟動器得到了深入而廣泛的發(fā)展，成為軟啟動市場中的主流產品。2.

6、12.1三相異步電機的啟動方法三相異步電機的啟動方法三相異步電動機的起動方法主要有直接起動、傳統(tǒng)減壓啟動和軟啟動三種啟動方法。下面就分別做詳細介紹。2.1.1直接起動直接起動，也叫全壓起動。起動時通過一些直接起動設備，將全部電源電壓(即全壓)直接加到異步電動機的定子繞組，使電動機在額定電壓下進行起動。一般情況下，直接起動時起動電流為額定電流的3～8倍，起動轉矩為額定轉矩的1～2倍。根據(jù)對國產電動機實際測量，某些籠型異步電動機起動電流甚至

7、可以達到8～12倍。直接起動的起動線路是最簡單的，如圖2.1所示。然而這種起動方法有諸多不足。對于需要頻繁起動的電動機，過大的起動電流會造成電動機的發(fā)熱，縮短電動機的使用壽命；同時電動機繞組在電動力的作用下，會發(fā)生變形，可能引起短路進而燒毀電動機；另外過大的起動電流，會使線路電壓降增大，造成電網電壓的顯著下降，從而影響同一電網的其他設備的正常工作，有時甚至使它們停下來或無法帶負載起動。這是因為Ts及Tm均與電網電壓的平方成正比，電網電壓