二说软起动器——节电器

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1、二说软起动器——节电器2.1晶闸管交流电动机节电控制器的工作原理和性能简述交流电动机的节电控制，是个永恒的话题，用晶闸管自动调压进行的节能运行，只是其中一个方法。一般鼠笼式交流电动机，不管负载负载大小，总是在全压（3相380V）下运行的，这就形成了调压节能的空间。电机电流是励磁磁场所需的电流和驱动负载所需电流的矢量和，产生机械转矩和驱动负载的电流（也称有功分量）几乎与电压同相，而磁化电流消耗于绕组的电阻，该电流滞后于电压约90°（此为无功分量，造成无功和有功损耗），二者合成量与有功分量的比值或用功率因数来表征。电机在轻载或空载运行时，效率与功率因数最低，相对于满载来说，自身损耗（

2、主要为绕组电阻的铜损和磁路的铁损）加大，若能适度降低电压定子线圈的供电电压，同时能满足电机的带载能力，则能使电机功耗大为降低，起到降/调压节能的目的。晶闸管交流电动机节能控制器的控制原理，即随机跟踪检测电机运行电流与电压的相位角（检测运行功率因数角），根据负载变化（导致功率因数角变化）随机调整电机的端电压值，在轻载和空载时提供一个较小磁场维持电流以克服摩擦力所需的小转矩，负载较大时，则提升电机端电压输出相应转矩，使电机端电压据负载变化而变化，随时保持在最佳节能工作状态，从而大大降低电动机轻、空载时的内部损耗，达到节约有功功率、无功功率和提高功率因数的目的。当交流电动机的负载率从6

3、0%~20%变化时，电机的端电压变化范围约为380V~280V，电机的运行电流下降40%以上，无功功率降低40%~60%，功率因数上升至0.9左右,有功功率节电15%~40%。其综合节电效益还是相当不错的。节电控制器的控制功能：1）自动跟踪负荷变化，随机调整电机端电压，适应稳定和负载轻重变化频繁的设备；2）具有较为优良的软起动功能，设置有电压斜坡起动控制模式，启动电压能从较低值（如160V）缓慢平滑上升到380V，重载下起动，能将起动电流限制在额定工作电流的4倍以下，可平稳地起动电动机，减缓了机械和电气冲击；3）较为完善和可靠的过载、短路与断相保护功能，保护动作时间符合相关标准。

4、4）节电控制器的起、停控制及运行、故障状态显示功能。节电控制器的电路构成（见图2-1）：8图2-1晶闸管交流电动机节电控制器的电路构成1）主电路一般由三组正反向并联的单向晶闸管组成，对三相电源进行交流调压输出，控制电动机的端电压。采有三只双向晶闸管实施交流调压的，在大功率电路中，较为少见。2）控制电路包括；a、三相运行电流和电压检测电路。b、三相电压检测信号，又形成电网同步信号，用作移相基准参考；c、三相运行电流和电压检测信号，又经相位比较形成功率因数角检测信号，确定触发脉冲的移相角度；d、三相运行电流和电压检测信号，又处理成故障报警和停机保护信号；e、移相脉冲形成电路和触发脉冲

5、功放电路，用于驱动六只单向晶闸管；f、控制电路的稳压供电电路。其中，功率因数角形成电路和移相信号形成电路，有的节电控制器完全是由硬件电路组成，有的则由单片机电路中的软件算法生成，其它电路则由硬件电路构成。2.2DJK3型电动机节电器整机电路原理分析1、DJK3型电动机节电器主电路8从X11、X21、X31引入三相380V电源，三只串入快熔F1、F2、F3用于过载和短路保护。并联的晶闸管两端，并联有R、C尖峰电压吸收网络，抑制晶闸管两端的过电压能量。由X12、X22、X32引出三相输入电压信号，供控制电路用于电网同步信号检测和电压相位检测；三只电流互感器取出三相运行电流信号，经X1

6、4、X24、X34端子送入后级控制电路，与三相输入电压信号相比较，以得到功率因数角（鉴相信号）信号；从主电路输出端的X13、X23、X33引出三相输出电压信号，至控制电路用于电压闭环控制。因而整个电路构成功率因数调节和电压调节双闭环控制系统。图2-2DJK3型电动机节电器主电路2、控制电路的供电电源电路：图2-3控制电路的供电电源电路T3为电源变压器，二次35V绕组电压经整流滤波成45V直流电压，供触冲功率放大电路。在功率不变的情况下，提升触冲功放电路的供电电压，可以减小流过功率放大管和脉冲变压器的一次绕组的电流，降低功率放大器的负担。8T3电流变压器双20V绕组电路，整流滤波后

7、，又由稳压IC处理成+15V、-15V稳压电源，供控制电路的用电。3、功率因数信号形成（鉴相）电路和输出电压反馈信号电路图2-4功率因数信号形成（鉴相）电路和输出电压反馈信号电路8由X12、X22、X32引入的三相电压电压，经同步变压器T1隔离和降压后，输出三相同步电压信号，一路（a、b、c）输入后级移相触发电路，做为电网同步信号，一路经A1a、A1b、A1c三路同相（开环）放大器整形后，作为电网电压过零（脉冲）信号输入到三路异或门电路的输入端。电容C1、C2、C3为移相电容，把