技术总结论文(电机控制)

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1、交流电动机的软启动摘要传统的电动机起动控制技术存在起动电流大、使用设备多、起动特性不理想等问题。软起动技术是近几年发展起来的新技术，采用晶闸管作为电动机主回路的控制器件，达到不同的起动控制特性。与传统电动机控制相比有很多优点。文章论述了电动机原理及软起动控制的工作原理，控制电路组成，工作特性曲线。一．交流电机原理三相异步电动机转子之所以会旋转、实现能量转换，是因为转子气隙内有一个旋转磁场。下面来讨论旋转磁场的产生。如图3.6所示，U1U2,V1V2,W1W2为三相定子绕组，在空间彼此相隔120°，接成Y形。三相绕组的首端U1,V1

2、,W1接在三相对称电源上，有三相对称电流通过三相绕组。设电源的相序为U,V,W,的初相角为零，图1三相交流电流波形图设为了分析方便，假设电流为正值时，在绕组中从始端流向末端，电流为负值时，在绕组中从末端流向首端。当的瞬间，=0，为负值，为正值。根据”右手螺旋定则”，三相电流所产生的磁场叠加的结果，便形成一个合成磁场，如图3.7（a）所示，可见此时的合成磁场是一对磁极（即二极），右边是N极，左边是S极。图2两极旋转磁场示意图•空间120度对称分布的三相绕组通过三相对称的交流电流时，产生的合成磁场为极对数p=1的空间旋转磁场，每电源周

3、期旋转一周，即两个极距；•·某相绕组中电流达到最大值时，磁极轴线恰好旋转到该相绕组轴线上。当时，即经过1/4周期后，由零变成正的最大值，仍为负值，已变成负值，如图3.6（b）所示，这时合成磁场的方位与时相比，已按逆时针方向转过了90°。应用同样的方法，可以得出如下结论：当时，合成磁场就转过了180°，如图3.6（c）所示；当时合成磁场方向旋转了300°，如图3.6（d）所示；当时合成磁场旋转了360°，即转1周，如图3.6（a）所示。由此可见，对称三相电流分别通入对称三相绕组U1U2,V1V2,W1W2中所形成的合成磁场，是一个随

4、时间变化的旋转磁场。以上分析的是电动机产生一对磁极时的情况，当定子绕组连接形成的是两对磁极时，运用相同的方法可以分析出此时电流变化一个周期，磁场只转动了半圈，即转速减慢了一半。由此类推，当旋转磁场具有p对极时（即磁极数为2p），交流电每变化一个周期，其旋转磁场就在空间转动1/p转。因此，三相电动机定子旋转磁场每分钟的转速n1、定子电流频率f及磁极对数p之间的关系是（1-1）二、软启动工作原理软起动器控制是将电力电子，与自动控制技术相结合的设备，主电路与控制电路的相互关系如图4所示，主电路用三组反向并联晶闸管串接于供电电源与被控电动

5、机之间。设备起动时，由电子控制电路控制晶闸管的导通角，使加在电动机端的电压由低到高逐渐升高，电动机转速随之逐渐升高，直至达到额定转速，实现电动机的软起动。设备停机时，则控制晶闸管的导通角，使电动机的端电压由全电压逐渐下降至零，实现软停车。M~控制器图4软起动器的主电路3、软起动的优点异步电动机在直接起动时，施加额定电压，起动电流将达到5~7Ie，这样大的电流将会给供电系统造成很大冲击，所以，除了小容量电机外，一般都采取不同起动方式以降低电动机的起动电流，传统的方式有Y-△起动、串电抗器起动、自耦变压器起动、延边三角形起动等。传统的

6、方式，在电动机起动的过程中，都有一个线圈电压切换的过程，因而对电网存在“二次冲击”，软起动设备控制则不存在该现象。常用起动方式电流曲线如图5所示。软起动Y-△起动全压起动二次冲击电流It图5常用起动方式电流曲线4、软起动的类型(1)不限流软起动特性曲线见图6，起动时，使起动电流以一定斜率不断上升，直至起动完毕，期间对起动电流不加任何限制，应场合：重载起动。(2)小斜率软起动起动特性曲线见图6。这种起动的特点是电流上升速率缓慢di/dt变化率小。适应场合：对电机转矩，速度变化敏感的场合。例如：小张力绕线机构。(3)阶跃恒流起动见图6

7、。起动一开始在极短的时间里，使晶闸管接近于全导通，然后恢复至极小导通角，进行正常的恒流软起动，适应场合：起动时静摩擦力矩较大的场合。(4)恒流软起动特性曲线见图5中软起动曲线。起动时，电流以一定的斜率上升至设定值，其后维持恒定。直至起动结束，适应场合：绝大多数应用场合。阶跃电流值可调It小斜率软起动不限流软起动tI图6小斜率软起动图7阶跃恒流起动5、停车停机时，控制晶闸管导通角以一定的斜率减小，使电机端电压逐渐下降至零，减缓了电机停车时对机械负载的冲击，下降斜率无级可调特性曲线见图7，还可根据需要引入电流负反馈。目前比较常见的软停

8、车时间范围在0—60S。6、软起动器的应用(1)将断路器，软起动器，旁路接触器和控制电路组成电动机控制中心(MCC)，这是目前最流行的，推广最多的做法原理见图8。其特点：在起动和停车阶段，晶闸管投入工作，实现软起动，停车，起动结束，旁路接触器合闸，