交流异步电动机固态软起动器控制方式综述.pdf

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1、综述与评论化工自动化及仪表，2010，37(7)：1-4ControlandInstrumentsinChemicalIndustry交流异步电动机固态软起动器控制方式综述刘利1，王栋2，白本督3(1．西安建筑科技大学信息与控制工程学院。西安710055；2．陕西晟欣电气有限公司，西安710119；3．西北工业大学，西安710072)摘要：描述电动机软起动器的工作原理，较为全面地讨论了交流异步电动机固态软起动器采用的一些控制方式，对目前比较先进的几种控制方式做了较为详细的论述。同时对电动机软起动器应用研究做了展望。揭示了软起动控制方式研究的水平、现状和进展，为概括

2、该技术在我国的发展情况、研究趋势和应用范围提供了有参考价值的数据。关键词：交流异步电动机；固态软起动器；控制方式中图分类号：TM573文献标识码：A文章编号：1000-3932(2010)07-0001-041引言软起动器是一种集电力、电子、电气、电机、控制和计算机技术于一体的新型电气产品，控制技术的发展使软起动器的控制方式得以丰富多彩，并适应于工业领域不同的工艺要求，随着计算机技术的发展，现代软起动器的控制核心几乎已全部采用了MCU，甚至DSP，这使得复杂的现代控制理论得以在软起动器上应用。软起动器控制技术的发展大致经历了四个阶段。早期的软起动器一般仅具有开环电

3、压斜坡控制方式，随着技术的发展，闭环电压、电流控制方式出现，比较有代表性的是电流限幅。在此基础上又衍生出了电流斜坡、突跳转矩、电压斜坡加电流限幅和霉转速闭环等控制方式。第三个阶段以闭环转矩控制为代表，此外还有分级变频控制。目前，软起动器控制技术正在经历第四个发展阶段，众多厂商和科技工作者正致力于将现代控制理论，如模糊控制、自适应控制、智能控制等技术逐步应用到软起动器上，使软起动器的性能得到进一步提高。2软起动器基本原理根据感应电机的等效电路，在忽略激磁电流L的条件下，可知，如不采取任何措施而直接投入电网起动时，会产生起动电流过大的问题。感应电机的转子阻抗虽无法改变

4、，但定子电流与定子端电压成正比，因此减小端电压也可以相应地减小定子电流。晶闸管软起动器是应用晶闸管相控调压的原理，利用晶闸管的可控导通特性，通过改变相控角0L来改变加在定子上的电压均方根值。3软起动器的控制方式3．1电压斜坡控制方式电压斜坡起动方式是一种开环控制方式，是软起动器最早的起动方式，系统中没有闭环调节环节。电流采样环节只用来做晶闸管过电流保护用，而电压采样环节仅采样电源电压过零点，以提供移相触发的同步基准。电压斜坡起动方式的起动效果受负载和电源变化的影响较大，无法准确地获得所希望的起动效果。电压斜坡起动适合于风机和水泵类大惯性负载。3．2电压突跳控制方式

5、电压突跳控制方式，也称为转矩突跳控制方式，是其它控制方式的一种扩展或附加功能。它不能独立使用，必须同其它控制方式复合使用。例如“电压斜坡+突跳转矩”控制方式。由于电压突跳控制方式的特点，决定了起动之初电流、转矩的冲击是不可避免的，因此，这种模式只能在特定场合使用。3．3电流限幅控制方式图1所示为电流限幅起动控制方式控制原理框图。由于电压斜坡控制是开环控制，因此斜坡上升率不能随系统自动调节，往往会使电流超出所希望的值，因此发展了电流限幅控制方式。系统中增加了闭环电流调节环节，该方式受负载和电源变化的影响较小，起动特性的稳定性大大提高，此方式特别适用于恒转矩负载。图l

6、电流限幅控制方式控制原理框图收稿日期：2010-064)1(修改稿)·2·化工自动化及仪表第37卷3．4电流斜坡控制方式电流斜坡起动方式是电流限幅起动方式的一种扩展。电流斜坡起动方式适用于要求电流上升比较平滑的大惯性负载，特别是风机、泵类负载。对于大惯性的平方转矩负载，如果直接采用电流限幅，则由于负载惯量大，起动时间并未快多少，有时还会因过载保护而导致起动失败，如图2曲线1所示。采用电流斜坡控制方式将可以使驱动转矩曲线更好地拟合负载转矩曲线，使负载电机以近似恒加速起动，满足了负载转矩的需要，又不会引起转矩的过冲，整个起动过程电机电流曲线所包络面积也比较小，相应的电

7、机发热量也比较小，如图2曲线2所示。另外，这种控制方式如各参数调整得比较好，其起动效果可接近后面将要论述的“转矩控制”的效果。电流斜坡的斜率也可以设置成多段加速斜率，也可以加突跳控制。I／A，附，II¨0M图2大惯量平方转矩负载采用电流限幅起动转矩、电流曲线3．5具有限流功能的电压斜坡控制方式具有限流功能的电压斜坡控制方式，也称电压斜坡加电流限幅控制方式。电流的限幅作用同样可以通过两种模式实现：直接限制电流、通过限制电压来限制电流。前一种方式对电流的限制更直接、调试起来也更容易；后一种方式通过限制电压来限制电流，不够直接，调试时也相对繁琐。这种控制方式同电压斜坡控

8、制方式的不