电子软启动器主电路设计_毕业论文(编辑修改稿)

电子软启动器主电路设计_毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

软起动、软停车和 多种保护功能的电机控 制装置。 软起动器起动电机，电压由零慢慢提升到额定电压，起动电流就由传统的过载； 中击电流不可控，变成 为可控。 而且，可根据需要调节起动 电流的大小 ，起动全过程平滑的起动 运行不存在； 中击。 待电机达到额定转 速时 ， 起动过程结束，软起动器中晶 闸管旁路的接触器闭合 ，这样可以降 低 品闸管的热损耗，延长软起动器的 使用寿命 ，还可以提高工作效率，使 电网避免谐波污染。 软起动器同时还 能够实现软停车，软停车与软启动过程相反，电压逐渐降低，转数逐渐下降到零。 本课题主要意义有二大方面：第一改善电动机电流过大使电动机使用寿命降低和电网安全运行的问题。 第二电动机启动时，会产生短时间的谐波电流，使电网的谐波大量增加因此电动机软启动对社会的发展起到了重要意义，也是社会文明进步不可缺少的重要部分。 2 电子软启动 相关 的理论与技术 电 子 软启动器 有 关知识 电子 软启动 的概念 和 它有哪些特性 以及 变压器 的不同之处 电子 软启动器是 一种集电机软起动、 软停车、轻载节 能和多种保护功能于一体的新颖电机控制装置。 电子 软启动器具有很多优点比如：无冲击电流、恒流起动、可自由地无极调压至最佳起动电流以及节能等。 电子 软启动器与传统减压起动方式的 差异性 电子 软起动与传统减压启动方式的不同之处是： （ 1）无冲击电流。 软启动器在起动电机时，通过逐渐增大晶闸管导通角，使电机起动电流从零线性上升至设定值。 对电机无冲击，提高了供电可靠性， 平稳起动，减少对负载机械的冲击 转矩，延长机器使用寿命。 （ 2）有软停车功能，即平滑减速，逐渐停机，它可以克服瞬间断电停机的弊病，减轻对重载机械的冲击，避免高程供水系统的水锤效应，减少设备损坏。 （ 3）起动参数可调，根据负载情况及电网继电保护特性选择，可自由地无级调整至最佳的起动电流。 电子 软启动器的工作原理 软起动器结合 了电力电子技术、 自动控制技术和单片机技术，是专为三相异步 电动机设计的一种全数字智 能化起动设备。 其基本原理是通过对功率器件即可控硅的控制而实现对 电 动机的起动和停 止 控制，控制其内部 晶闸管的导通角，使电机输入电压从零以预设函数关系逐渐上升 ，直至起 动结束 ，之后电机全电压运行。 在软 起动 过程中，电机起动转矩逐渐增 加 ，转速也逐渐增加。 主要工作 原理为：三对 反并 联的晶闸管串接于电动机的三 相 电路上，通过单片机输出触发信 号 ，改变导通程度，调节电机的起 动 电压，并引入电压和 电流反馈， 实现电动机的软起动 ，并可控制电 动机 起动电流的大小。 软启动特点和启动方法 电子 软启动特点 ① 启动电压可调，保证电机启动的最小启动转矩，避免电机过热和能源浪费； ② 控制电机平滑启动， 使得 启动电流冲击 减少 ； ③ 启动电流可根据负载情况调整， 使得 启动损耗 减少 ，以最小的电流产生最佳的转矩 ； ④ 启动时间可调，在该时间范围内，电机转速逐渐上升，避免转速冲击 ； ⑤ 对传动机械的机械保护，清除转矩浪涌并降低冲击电流 ； ⑥ 自由停车和软停车可选，软停车快慢可调 ； ⑦ 恒定的加减速，不需要测速机，即使当电机负载变化时也是如此 ； ⑧ 有相序、缺相、过热、启动过程过流、运行过程过流和过载的检测及保护，其过流值和过载值可调。 软启动方法 ① 斜坡升压软起动 ； 见图 2这 种起动方式最简单 ，不 具备电流闭环 控制，仅调整晶闸管导通角，使之与时 间成一定函数关系增加。 其缺点 是 ，由于不限流，在电机起动过程 中，有时要产生较大 的冲击电流使晶 闸管损坏，对电网影响较大，实际很少应用。 ② 斜坡恒流软起动 ； 见图 3 这 种起动方式是在电动机起动的初始阶段起动电流逐渐增加，当电流达到预先所设定的值后保持恒定 ，直至起动 完毕。 起动过程中，电流上升变化的速率是可以根据电动机负载调整设定。 电流上升速率大 ，则起动转矩 大，起动时间短。 该起动方式是应用最 多的起动方式，尤其适用于风机、 泵类负载的起动。 ③ )脉冲冲击起动 ； 见图 4开 机即以 最 短时间使起动电流迅速达到设定 值，即为阶跃起动。 通过调节起动电流设定值，可以达到快速起动效果。 ④阶跃起动； 见图 5在起 动开始阶段 ，让晶闸管在极短时间 内 ，以较大电流导通一段 时间后回 落 ，再按原设定值线性上升，连人恒 流起动。 该起动方法在一般负载中较 少应用 ，适用于重载并需克服较大静 摩擦。 软启动器主要功能 为了使软启动器更佳完美必须借助于单片机进行控制，它通常具备以下主要功能。 自检功能 软启动器通电后，单片机系统内部进行自检功能，如果出现故障则立即开启警报功能 . 额定电流设定 电动机额定电流应为软启动器额定电流的 70%~100%. 一旦软启动器的额定电流确定下来，那么也同时设定了电子过载保护器的跳闸等级 . 软启动功能 软启动器接到单片机起动命令，软启动器会自动进入起动过程序在规定的是时间内（一般在 ~60s 可调）输出一个呈线性上升的电压给电动机。 初始电压为电动机的起动电压。 初始电压一般设定为 10%~60%的电动机额定电压；终于电压为电动机的额定电压。 在起动操作前，起动电压的大小、上升时间等参数均可预先设定。 对电动机的转矩可在5%~90%的锁定转矩值之间调节。 软启动器的起动特性曲线如图 21 所示。 图 21 软启动器的起动特性曲线 脉冲突跳起动功能 如果负载在静止状态和具有较大阻力距的状态下起动，可在斜坡软启动开始之前用脉冲突跳起动。 比如向电动机施加 95%的额定电压、时间 ，以克服电动机起动时的助力距。 软启动器可提供 500%额定电流的电流脉冲，调整时间范围为 ~2s。 突跳起动的特性曲线如图 22所示。 图 22 突跳起动的特性曲线 平滑加速及平滑减速功能 M 转矩 100% 转矩初始转矩 起动 运行 t 加速斜坡 u 电压 突跳起动 运行 起动 软停 通过单片机分析电动机变量的状态并发出控制命令，可对类似离心泵负载的起动及停止平滑地加速及减速，来减小系统中出现的喘振。 起动时间可在 2~30s 之间调整，停止时间可在 2~120s 之间调整。 平滑加速及平滑减速的特性曲线如图 23所示。 图 23 平滑加速及平滑减速的特性曲线 软停止功能 软启动器在接到软停机的指令后，自动执行软停止程序，输出电压 从额定值线性降压至起动时的初始值。 软停止斜坡时间可根据需要设定，一般在 0~240s 内。 旁路切换功能 当起动结束、电动机达到额定转速时，软启动器输出切换信号，将电机机旁路切换至电网供电，以降低软启动器长期运行的热损耗。 可以采用一台软启动器分别控制多台电动机的起动。 快速停止功能 该功能用在比自由停车快的场合。