三相异步电动机软起动的应用

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1、三相异步电动机软起动的应用夏玉权大唐甘肃发电有限公司八O三热电厂【摘要】三相异步电动机的起动电流高达额定电流的5〜8倍，对电网造成较大干扰，尤其在工业领域中的重载起动，有时可能对设备安全构成严重威胁。利用软起动技术不仅实现在整个起动过程中无冲击而平滑地起动电动机，而且可根据电动机负载的特性来调节起动过程中的参数，如限流值、起停吋间等，以达到最佳的起停状态。【关键词】电动机；软起动1前言三相异步电机rti于结构简单、控制维护方便、性能稳定、效率高等优点而被广泛地应用于各种机械设备的拖动屮。因其直接起动时产生的冲击电流对电网及其负载造成冲击，同时由于起动应力较大，使负载设备的使用寿命

2、降低，因此常采用降压起动方式来减少影响。但是，传统的降压起动方式，如星三角起动、自刪变压器起动等，要么起动电流和机械冲击过大，要么体积庞大笨重、损耗大，要么起动力矩小、维修率高等等，都不尽人意。随着电子技术的发展，使用软起动器可以无冲击而平滑地起动电动机，而且可根据电动机负载的特性来调节起动过程中的参数达到最住的起停状态，从而延长机械设备的使用寿命，减少设备的维修量，提高经济效益。正是利用其无冲击而平滑起动电动机，延长设备的使用寿命的优点，我厂（大唐803发电厂）排渣泵、冲灰泵电动机等使用了异步电动机软起动技术，人人增加了其使用寿命。随着我厂2X330MW机组的投运，软起动技术应

3、用到我厂新机组是一种趋势，对于频繁操作的重耍设备，既可以保证系统的安全稳定，又可以保证设备的使用寿命，降低经济费用。2软起动的基本原理软起动是指运用串接于电源与被控电机之间的软起动器，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，赋予电机全电压的起动方法。软起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，它的主要构成是串接于电源与被控电机之间的三相反并联晶闸管及其电子控制电路，通过运用不同的方法，控制三相反向并联晶闸管的导通角，使被控电动机的输入电压按不同的要求而变化，就可实现不同的功能。如图（一）所示。图（一

4、）基本原理图目前使用的软起动器，基本上是以单片机作为中央控制器控制核心来完成测量及各种控制算法，用程序软件自动控制整个起动过程。它通过单片机及相应的数字电路控制晶闸管触发脉冲的迟早來改变触发角的大小，从而改变晶闸管的导通时间，最终改变加到电动机三相绕组的电压大小。由于电动机转矩近似与定子电压的平方成正比，电流又和定子电压成正比。这样，电动机的起动转矩和起动电流的限制可以通过定子电压的控制来实现，而定子电压又是通过可控硅的导通相角来控制的，所以不同的初始相角可实现不同的端电压，电动机的起动转矩和起动电流的最大值可根据负载而设定，以满足不同的负载起动要求。电动机起动过程中，晶闸管的导

5、通角逐渐增大，晶闸管的输出电压也逐渐增加，电动机从零开始加速，直到晶闸管全导通，从而实现电动机的无级平滑起动，并使电动机工作在额定电压的机械特性上。3软起动器运行特点3.1软起动常用的儿种起动方式：3.1.1限流起动电动机起动时，软起动器输出电压从零迅速增加，直到输出电流上升到设定的限流值Iq，在输出电流不大于Iq下，电压逐渐上升，电机加速，直到起动完成。如图（二）所示，Iq可调，Ie为电机额定电流。此方式的优点是起动电流小，且可按需要调整，对电网影响小。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；损失起动力矩，起动吋问相对较长,对电动机不利。图（二）限流起动示意图3.

6、1.2电压斜坡起动指输出电压按预先设定的斜坡线性上升，即电压由小到大斜坡线性上升，它是将传统的降压起动从有级变成了无级。主要用在重载起动，它的缺点是初始转矩小，转矩特性抛物线型上升对拖动系统不利，且起动时间长对电动机不利。如图（三）所示。0tot!t2t3图（三）电压斜坡起动示意图3.1.3突跳控制起动也是用在重载起动，不同的是在起动的瞬I'可用突跳转矩克服电机静转矩，然后转矩平滑上升，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，应用时要特别注意。如图（四）所示。图（四）突跳控制起动不意图3.1.4电压控制起动用在轻载起动的场合，在保证起动压降下发挥电动机的最人起动

7、转矩，尽可能的缩短了起动时间，是最优的轻载软起动方式。3.2软起动常用停机方式3.2.1自由停车传统的控制方式都是通过瞬间停电完成的，即惯性停车（断电自停）。3.2.2软停车如图（五）所示，在停车信号发出后，软起动器输出电压从额定电压Ue迅速降到跌落电压Usd,再按所设定的时间降到起始电压Ui,软起动器停止输出。这种停车方式可以消除由于自由停车带來的拖动系统反惯性冲击，如皮带运输机、升降机等许多负荷并不宜突然停机，高层建筑的水泵系统也因自由停车，而产生巨大的“水锤”效应，使管道、