交流异步电机软起动及优化节能控制技术全面分析与研究论文

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1、交流异步电机软起动及优化节能控制技术全面分析与研究论文摘要：本文对交流异步电动机的软起动和优化节能运行问题作了全面的分析和研究，提出了异步电动机起动和运行的综合控制方案。并研制成功了智能马达优化控制器（IMOC）。关键词：异步电动机软起动节能运行智能马达优化控制器。1前言目前在工矿企业中使用着大量的交流异步电动机（包括380V/660V低压电动机和3KV/6KV中压电动机），有相当多的异步电动机及其拖动系统还处于非经济运行的状态，白白地浪费掉大量的电能。究其原因，大致是由以下几种情况造成的：①由于大部分电机采用直接起动方式

2、，除了造成对电网及拖动系统的冲击和事故之外，8~10倍的起动电流造成巨大的能量损耗。②在进行电动机容量选配时，往往片面追求大的安全余量.freel）的软起动方式。主要用在轻载起动的负载的降压起动，其输出电压从零开始迅速增长，直到其输出电流达到预先设定的电流限值Im，然后在保持输出电流I这种起动方式的优点是起动电流小，且可按需要调整，（起动电流的限值Im必须根据电动机的起动转矩来设定，Im设置过小，将会使起动失败或烧毁电机。）对电网电压影响小。其缺点是在起动时难以知道起动压降，不能充分利用压降空间，损失起动转矩，起动时间相对

3、较长。(2)电压钭坡起动：输出电压由小到大钭坡线性上升，将传统的降压起动变有级为无级，主要用在重载起动。它的缺点是起动转矩小，且转矩特性呈抛物线型上升对起动不利，且起动时间长，对电机不利。改进的方法是采用双钭坡起动：输出电压先迅速升至U1，U1为电动机起动所需的最小转矩所对应的电压值，然后按设定的速率逐渐升压，直至达到额定电压。初始电压及电压上升率可根据负载特性调整。这种起动方式的特点是起动电流相对较大，但起动时间相对较短，适用于重载起动的电机。(3)转矩控制起动：主要用在重载起动，它是按电动机的起动转矩线性上升的规律控制

4、输出电压，它的优点是起动平滑、柔性好，对拖动系统有利，同时减少对电网的冲击，是最优的重载起动方式。它的缺点是起动时间较长。(4)转矩加突跳控制起动与转矩控制起动一样也是用在重载起动的场合。所不同的是在起动的瞬间用突跳转矩，克服拖动系统的静转矩，然后转矩平滑上升，可缩短起动时间。但是，突跳会给电网发送尖脉冲，干扰其它负荷，使用时应特别注意。(5)电压控制起动是用在轻载起动的场合，在保证起动压降的前提下使电动机获得最大的起动转矩，尽可能地缩短起动时间，是最优的轻载软起动方式。停车方式有三种：一是自由停车，二是软停车，三是制动停

5、车。软起动器带来的最大好处是软停车和制动停车，软停车消除了拖动系统的反惯性冲击，对于水泵就是“水锤”效应；制动停车则在一定场合代替了反接制动停车功能。2.4软起动器与传统降压起动器的比较软起动器与传统降压起动器的性能。2.5软起动器的适用场合(1)生产设备精密，不允许起动冲击，否则会造成生产设备和产品不良后果的场合；(2)电动机功率较大，若直接起动，要求主变压器容量加大的场合；(3)对电网电压波动要求严格，对压降要求≤10%UN的供电系统；(4)对起动转矩要求不高，可进行空载或轻载起动的设备。严格地讲，起动转矩应当小于额定

6、转矩50%的拖动系统，才适合使用软起动器解决起动冲击问题。对于需重载或满载起动的设备，若采用软起动器起动，不但达不到减小起动电流的目的，反而会要求增加软起动器晶闸管的容量，增加成本；若操作不当，还有可能烧毁晶闸管。此时只能采用变频软起动。因为软起动器调压不调频，转差功率始终存在，难免过大的起动电流；而变频器采用调频调压方式，可实现无过流软起动，且可提供1.2~2倍额定转矩的起动转矩，特别适用于重载起动的设备。但是变频器的价格就要比软起动器的价格高得多了。3异步电动机经济运行和优化节电控制技术3.1异步电动机降压节电技术概述

7、对于满载或重载运行的电动机，降低其端电压将会造成严重后果，随着端电压的降低，电动机的磁通和电动势随之减小，铁耗无疑将下降。但与此同时，随电压平方变化的电动机转矩也迅速下降而小于负载转矩，电动机只能依靠增大转差率，提高电磁转矩以达到与负载转矩相平衡的状态。转差率的增大，引起转子电流增大，同时引起定子和转子电压间的相角增大，导致定子电流增大，从而使定子和转子铜耗增加值大大超过铁耗的下降值，这时电动机绕组温升将会增高，效率将会下降，甚至发生电动机烧毁事故。因而，一般规程都规定了电动机正常运行时电压变化范围不得超过额定电压的95%

8、~110%。然而对于轻载运行的电动机，情况就截然不同，使供电电压适当降低，在经济上是有利的。这是因为在轻载运行时，电动机的实际转差率大大小于额定值，转子电流并不大，在降压运行时，转子电流增加的数值有限。而另一方面，却由于电压的降低，使空载电流和铁损大幅减少。在这种情况下，电动机的总损耗就可降低，定子温升