三相異步電動(dòng)機(jī)的軟啟動(dòng)方式

1、三相異步電動(dòng)機(jī)的軟啟動(dòng)方式在眾多生產(chǎn)領(lǐng)域中 , 由于三相異步電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn) 行可靠、維修簡(jiǎn)便、價(jià)格適宜等特點(diǎn) , 在電力拖動(dòng)機(jī)械中有 90% 以上是由三相異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的。按常規(guī)慣例 , 對(duì)較大容量的三 相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng),一般均采用星一角啟動(dòng)、電抗器啟動(dòng)或者 是自耦減壓?jiǎn)?dòng)。這幾種啟動(dòng)方式由于技術(shù)比較成熟 , 所以目前 在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中仍然在大范圍的應(yīng)用。 但是不管采用什么方式啟 動(dòng), 由于三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流瞬時(shí)會(huì)形成一個(gè)很高的沖擊 電流,（直接啟動(dòng)電流值是電動(dòng)機(jī)額定電流的 48倍）這給 供電設(shè)備或電網(wǎng)中的電源電壓在一定范圍內(nèi)形成短暫的降壓現(xiàn) 象, 而且電動(dòng)機(jī)的容量愈大 , 造成

2、這種現(xiàn)象也就愈嚴(yán)重。 同時(shí)由于 是硬性啟動(dòng)也會(huì)給供電系統(tǒng)和電氣設(shè)備造成一定的傷害。 中大功 率的三相異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)問(wèn)題由來(lái)已久 , 電氣技術(shù)人員一直在試 圖找出一種能夠徹底解決問(wèn)題的辦法。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的日趨成熟 , 近 年來(lái)一種以計(jì)算機(jī)為核心 , 采用雙向可控硅為主控回路的智能化 新型控制器 “ 電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)器 ” 已經(jīng)在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中嶄 露頭角 , 它以控制方式靈活簡(jiǎn)便 , 對(duì)供電系統(tǒng)和電氣設(shè)備沖擊小 且控制元件不易損壞以及維護(hù)方便等諸多優(yōu)點(diǎn)正逐步取代傳統(tǒng) 的控制裝置。1 電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)的工作原理1.1 工作原理 三相異步電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)裝置又稱無(wú)觸點(diǎn)恒流啟動(dòng) , 它在電

3、動(dòng) 機(jī)與輸入電源之間串接一組大功率的雙向可控硅 , 由控制電路采 用電子智能化控制改變可控硅的導(dǎo)通角 , 使電動(dòng)機(jī)電壓平穩(wěn)增加 并將電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流控制在電動(dòng)機(jī)額定電流值的12.5倍之間 , 并連續(xù)可調(diào) , 這樣就會(huì)減輕沖擊電流對(duì)電動(dòng)機(jī)及供電設(shè) 備或者電網(wǎng)的損害 , 改善了供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。1.2 電氣原理圖CMC系列電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)器主要有大功率雙向可控硅、交流接 觸器以及電子控制部分組成?？刂撇糠值暮诵氖且粔K CPU 電腦 芯片【 80C 196KC 】（ 電氣原理見(jiàn)圖 1 ）, 將三對(duì)可控硅橋串接 在電動(dòng)機(jī)的三相供電線路上 ,利用可控硅的電子開(kāi)關(guān)特性 , 通過(guò) 控制其觸發(fā)導(dǎo)通角的大小來(lái)改變可

4、控硅的開(kāi)通程度, 由此來(lái)改變電動(dòng)機(jī)輸入電壓和輸入電流的大小 , 已達(dá)到控制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特 性。由鍵盤(pán)輸入或外部控制按鈕將指示信號(hào)輸入到軟啟動(dòng)器的電 腦芯片中 , 芯片根據(jù)預(yù)置的程序啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)。2 電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)器的結(jié)構(gòu)、功能及特點(diǎn)2.1 軟啟動(dòng)器的結(jié)構(gòu)軟啟動(dòng)器主要由 CPU 為 8096 的主控板、驅(qū)動(dòng)板、電機(jī)主 控制回路及控制面板構(gòu)成。2.2 軟啟動(dòng)器的功能 軟啟動(dòng)器具有控制功能、電機(jī)保護(hù)功能以及顯示、報(bào)警、參數(shù)設(shè)置功能。2.2.1 電動(dòng)機(jī)控制功能模式收到外部啟、停命令后 , 按照預(yù)先設(shè)定的啟、停方式實(shí)現(xiàn)對(duì) 電機(jī)的控制。可選的啟、?？刂颇Ｊ接幸韵聨追N :(1) 限流軟啟動(dòng)控制模式 :如圖 2

5、所示,電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí) ,其輸 出電壓從零迅速增加 , 直至輸出電流達(dá)到設(shè)定的電流限幅值 I m, 然后保證輸出電流在不大于該值的情況下 , 電壓逐漸升高 , 電動(dòng) 機(jī)逐漸加速 , 完成啟動(dòng)過(guò)程。(2) 電壓斜坡啟動(dòng)控制模式 : 如圖 3 所示, U 1 為電動(dòng)機(jī)啟 動(dòng)所需最小轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)的初始電壓。當(dāng)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí) , 軟啟動(dòng)器的 輸出電壓迅速上升到整定值 U 1 , 然后按設(shè)定的速率逐漸增加 , 直至達(dá)到電網(wǎng)電壓后 , 接觸器吸合 , 啟動(dòng)過(guò)程完成。(3) 停車(chē)模式 : 電動(dòng)機(jī)按所設(shè)定的速率逐漸減速直到完全停 機(jī)。(4) 自由停車(chē) : 電動(dòng)機(jī)不受控制地依慣性自由停機(jī)。(5) 點(diǎn)動(dòng)功能 : 在該方式控

6、制下 , 軟啟動(dòng)器輸出電壓迅速增加 至初始電壓 U 1 , 并保持該輸出電壓值。2.2.2 電機(jī)保護(hù)功能軟啟動(dòng)器的電機(jī)保護(hù)功能有 : 相序保護(hù)、缺相保護(hù)、啟動(dòng)過(guò) 流保護(hù)、 運(yùn)行過(guò)流保護(hù)、 運(yùn)行過(guò)載保護(hù)及電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間不能完成 啟動(dòng)過(guò)程保護(hù)。軟啟動(dòng)器的保護(hù)功能動(dòng)作時(shí) ,軟啟動(dòng)器將產(chǎn)生停機(jī)輸出 , 并在控制面板上直接顯示其原因2.2.3 顯示、報(bào)警和參數(shù)設(shè)置功能 在軟啟動(dòng)器的控制面板上 , 可顯示電機(jī)電流、報(bào)警信號(hào)及設(shè) 定的參數(shù)值 ; 以數(shù)字形式設(shè)置電機(jī)保護(hù)值、 電機(jī)運(yùn)行方式 ;手動(dòng)操 作啟、停電機(jī)。2.3 軟啟動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)(1) 電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)器對(duì)電動(dòng)機(jī)提供平滑漸進(jìn)的啟動(dòng)過(guò)程 , 減 少啟動(dòng)電流對(duì)電網(wǎng)或

7、發(fā)電設(shè)備的沖擊 , 將啟動(dòng)電流控制在安全范 圍內(nèi) ,改善了原控制系統(tǒng)因啟動(dòng)電流較大沖擊廠用電源而影響其 它設(shè)備正常運(yùn)行的狀況。(2) 啟動(dòng)過(guò)程采用雙向可控硅 ,啟動(dòng)過(guò)程完成后 , 接觸器短接 可控硅的控制方式 , 避免了用接觸器直接控制電動(dòng)機(jī)使觸點(diǎn)易拉 弧、粘連、燒壞等故障的發(fā)生 , 同時(shí)也節(jié)約了能源。(3) 軟啟動(dòng)、軟停車(chē)方式 ,降低設(shè)備的振動(dòng)和噪聲 , 減少機(jī)械 應(yīng)力 , 延長(zhǎng)發(fā)電設(shè)備及機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)地使用壽命。(4) 具有過(guò)流、 過(guò)載、電源缺相等多種保護(hù)功能 ,同時(shí)可以檢 測(cè)到負(fù)載所涉及 (如空壓機(jī) )系統(tǒng)各種不良運(yùn)行情況 ,有利于保護(hù) 設(shè)備的安全運(yùn)行。 控制盤(pán)上的顯示功能 , 便于在現(xiàn)場(chǎng)全面了解設(shè) 備運(yùn)行情況。(5) 數(shù)字化參數(shù)設(shè)定及顯示功能直觀、方便、省時(shí)3 結(jié)論 在水電站以及很多工業(yè)方面的空壓機(jī)、 泵、風(fēng)機(jī)等輔機(jī)控制 領(lǐng)域,采用傳統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)存在諸多缺陷 ,對(duì)于大負(fù)載 , 其問(wèn)題就顯 得更為突出 ,軟啟動(dòng)器不但克服了傳統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)的不足 , 而且使 控制功能更加完善。目前電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)器仍有一個(gè)缺陷 , 那就是不能長(zhǎng)時(shí)間用于 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩要求很高的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置上 , 這種局限性主要因?yàn)?, 軟啟動(dòng)器實(shí)際上是靠將自身電壓斜坡式抬升至最大值（ 而在停機(jī)過(guò)程中設(shè)定電壓是逐漸下降達(dá)到停機(jī) ） 來(lái)完成工作。由于扭矩與 電壓平方成正比 , 這就使電動(dòng)機(jī)