三相异步电动机软起动的应用

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八〇三热电厂

【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、起停时间等，以达到最佳的起停状态。

【关键词】电动机；软起动

1 前言

三相异步电机由于结构简单、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中。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、自耦变压器起动等，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佳的起停状态，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，大大增加了其使用寿命。随着我厂2×330MW 机组的投运，软起动技术应用到我厂新机组是一种趋势，对于频繁操作的重要设备，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）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来改变触发角的大小，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 软起动常用的几种起动方式：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，起动时间相对较长，对电动机不利。

图（二）限流起动示意图

3.1.2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。

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间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）突跳控制起动示意图 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大起动转矩，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来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、水泵损坏。软停车功能正好能满足此要求。晶闸管在收到软停机信号后，导通角渐减，经一定时间才过渡到全关，即电动机端电压渐减至零，停车时间可按实际需要设定。

图（五）软停车示意图

3.2.3制动停车 向电机输入直流电流，从而加快制动，制动时间可调，主要用于惯性力矩大的负载或需快速停机的场合，在一定的场合代替了反接制动停车。 3.3接触器旁路工作

软起动器有在线型和旁路型。在线型是指起动完毕，不需要触器旁路，一直带电工作的工作方式，晶闸管长期在线运行功耗太大造成能源浪费、给电网带来高次谐波污染等。旁路型是为了延长使用寿命，使电网避

免谐波污染，减少软起动器中的晶闸管发热损耗，

在电动机达到满速运行时用旁路接触器取代已完成起动任务的软起动器。旁路型电路复杂化，系统可靠性降低。 3.4软起动器的优点

对于大功率异步电动机而言，软起动比硬起动

（即直接起动）和传统降压起动具有以下主要优点：

3.4.1减少起动过程引起的电网电压降使之不影响同一供电网其它电气设备的正常运行；

3.4.2对电动机提供平滑的起动过程，降低电机起动过程中线路的冲击电流，减少电动机（传动机械）的冲击电流及对电网和配电系统的冲击，延长电动机（传动机械）使用寿命；

3.4.3减少电磁干扰：硬起动产生的冲击电流会以电磁波的形式干扰电气仪表的正常运行；

3.4.4具有多台电动机控制功能，用一台起动器控制多台电动机的起动，起动电流、起动时间可分别设置；多种起动模式：电压斜坡起动、限流起动、脉冲突跳起动，具有软停车功能；

3.4.5具有完善的保护功能：过载保护、断相保护、过压和欠压保护等。

4 软起动器的控制接线

（以英杰电气有限公司的KRQS 系列为例） 4.1KRQS110/P 型软起动器基本接线示意图：

图（六）基本接线示意图

4.2KRQS110/P 型软起动器基本接线原理图：

5 软起动器的选用及注意事项

软起动器应用领域可以涵盖工农业生产中的异步电动机传动设备，原则上凡不需要调速的各种应用场合都可适用，特别适用于各种泵类负载或风机类负载，需要软起动与软停车的场合。目前多用在交流380V 、电机功率从5.5千瓦到800kW 的场合（国外产品电压达6～10KV 、功率5000KW ），是传统启动方式理想的更新换代产品。在选用软起动器时,除了进行技术、性能、价格比较外，还要考虑设备现场的电网容量、设备启

动负荷轻重、启动频繁程度等使用条件。对于水泵类启动负载较轻的设备，可选择功能简单、价格较低、操作方便的软启动器。对于大型风机、破碎机等启动负荷比较重的设备，应该选用启动功能比较多、有限流启动功能、自身保护比较齐全的软启动器。尤其功率比较大的设备，最好选用启动功能比较全的高性能软启动器。

要按频繁启停的电动机的起动电流选取，因为软启动器生产厂家一般选取的可控硅电流是电动机额电流的2.5倍，限制最大电动机启动电流是额定电流的4.5倍，在不频繁操作下充分利用可控硅短时过载能力。所以在频繁启动的条件下，应加大选取软启动器的容量，根据频繁度的不同按1.2～1.5倍选取即可。

6 结束语

三相异步电动机的软起动方式很多。随着技术进步的加速，各种新的软起动控制方式也脱颖而出，比较各种软起动方式的优缺点，可从中选择出适合特定应用场合的最佳软起动方案。

软起动器作为新一代的工业控制装置，以其优越的起动性能而广泛应用于冶金、化工、电力、煤炭、水利、轻工等各个行业。7参考文献

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[2] Keith H. Billings. C. Eng. HAND BOOK OF SWITCH 2MODE POWER SUPPLIES[M]. [3] UNITRODE. Product & Applications Handbook 1995 ～96[M].

YBX3三相异步电动机样本

.. . . .. -2008佳木斯电动机股份有限公司技术文件 YBX3系列隔爆型高效率三相异步电动机 （机座号80～355） 产品样本 佳木斯电动机股份有限公司发布

YBX3系列隔爆型高效率三相异步电动机（机座号80～355）样本1 概述 YBX3系列隔爆型高效率三相异步电动机是我公司开发设计的全封闭自扇冷式高效率三相异步电动机。效率指标符合GB 18613-2006《中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级》中的“电动机节能评价值”中的1级效率的规定，并满足美国能源法规定的电动机应符合EPACT效率指标要求的规定。 本系列电动机符合国家标准GB 《爆炸性气体环境用电气设备第1部分：通用要求》和GB 《爆炸性气体环境用电气设备第2部分：隔爆型“d”》的规定。 本系列电动机制成隔爆型，适用于爆炸性气体环境中机械设备的电力驱动。分为I类和II类，I类：煤矿用电气设备，防爆标志为ExdI；II类：除煤矿外的其它爆炸性气体环境，防爆标志为ExdIIAT（1-4），ExdIIBT（1-4），ExdIICT（1-4），温度组别为T1、T2、T3、T4。 本系列电动机机座号范围为H80～H355，功率等级和安装尺寸符合GB/IEC 60072-1和GB/ IEC 60072-2标准的规定。 2 产品特点 YBX3系列电动机整体外观见图1。 图1 整体外观图 产品主要有以下特点： a) 电动机主接线盒位于机座的顶部，可以左右旋转满足用户不同出线方式的要求。 b）机座号H160及以上电机，可以根据用户需要提供定子测温装置、轴承测温装置、加热器、注排油装置。

c) 接线盒、机座、端盖和风罩的外形美观、样式新颖，并且有利于降噪和通风。 d) 电动机采用F级绝缘系统，温升按B级考核，从而延长电机的使用寿命。 e) 电动机工作制为S1，冷却方式为IC411，外壳防护等级为IP55。 f) 适用于各种应用场合，如：“W”、“TH”、“WTH”、“F1”、“F2”、“WF1”及“WF2”， 其中：W为户外防轻腐蚀；TH为湿热；WTH为户外湿热；F1为户内防中等防腐；F2为户内防强腐蚀；WF1为户外防中等腐蚀；WF2为户外防强腐蚀。 g) 优良的起动特性。 h) 电动机的高质量保证了很高的运行可靠性。 i) 高效、节能、安全、环保。 今天，任何一个购买新电动机或者希望对原有电动机进行大修的人，都应该仔细地计算一下：采用节能电动机是否更值得一般情况下采用节能电动机是明智的，因为它是降低电能费用最有效的措施。 在分析电动机的费用时—典型的运行时间是每年3000小时，共运行十年—购买、安装和服务、维护的费用全部加在一起，约为总费用的3%。运行费用几乎全部是电能费用，却超过总费用的97％。如果能够在电能费用上得到节约，那么，只要电动机在运行，你就是节约的。尽管电动机的购置费用较高，但可以在一年以内回收。然而上述计算不能单纯只看它的商业价值。电动机消耗了工业用电能的60％，一项研究表明，驱动系统的节约潜力—大约是每年—它相当于八个燃煤电站的出力；不仅如此，还要排放1100万吨的碳氧化物。这意味着，环境保护也受益于每台节能电动机。 YBX3系列电动机的效率平均比YB2系列电动机高出2%～3%，具体见图2，高出部分的效率节约的电能费用要远远超出所增加的费用。 图2 YBX3与YB2系列电动机效率对比值 以15kW-4P 电动机为例对YB2与YBX3原材料使用情况与节能情况进行对比分析，原材料的使用情况具体见表1。 表1 YB2和YBX3电动机原材料使用情况

异步电动机软启动分析

异步电动机软启动分析 电动机作为重要的动力装置，已被广泛用于工业、农业、交通运输、国防军事设施以及日常生活中。直流电动机其调速在过去一直占统治地位，但由于本身结构原因，例如换向器的机械强度不高，电刷易于磨损等，远远不能适应现代生产向高速大容量化发展的要求。而交流电动机，特别是三相鼠笼式异步电动机，由于其结构简单、制造方便、价格低廉，而且坚固耐用，惯量小，运行可靠等优势，在工业生产中得到了极广泛的应用，也正在发挥着越来越重要的作用。 一、软启动的现状 交流电动机和直流电动机相比存在许多优点，但当异步电机在起动过程中又有许多弊病。所谓起动过程是在交流传动系统中，当异步电动机投入电网时，其转速由零开始上升，转速升到稳定转速的全过程。如不采用任何起动装置的情况下，直接加额定电压到定子绕组起动电动机时，电机的起动电流可达额定电流的4～8倍，其转速也在很短时间内由零上升到额定转速。同时三相感应电动机起动时的转矩冲击较大，一般可达额定转矩的两倍以上。起动时过高的电流一方面会造成严重的电网冲击，给电网造成过大的电压降落，降低电网电能质量并影响其他设备的正常运行。而过大的转矩冲击又将造成机械应力冲击，影响电动机本身及其拖动设备的使用寿命。因此，通常总是力求在较小的起动起动电流下得到足够大的起动转矩，为此就要选择合适的起动方法。在选择起动方法时可以根据具体情况具体要求来选择。 对三相鼠笼式异步电动机的起动电流的限制，通常有定子串接电抗器起动、Y-△起动、自藕变压器将压起动、延边三角形起动。而对绕线式交流电动机，常采用转子串接频敏变阻器起动、转子串电阻分级起动。但这些传统的起动方法都存在一些问题。 1．定子串接电阻起动:由于外串了电阻，在电阻上有较大的有功损耗，特别对中型、大型异步电动机更不经济，因此在降低了起动电流的同时、却付出了较大的代价—起动转矩降低得更多，一般只能用于空载和轻载。 2．Y--△起动:丫一△起动方法虽然简单，只需一个Y一△转换开关。但是Y--△起动的电动机定子绕组六个出线端都要引出来，对于高电压的电动机有一定的困难，一般只用于△接法380v电动机。 3．自祸变压器将压起动:自祸变压器将压起动，比起定子串接电抗器起动，当限定的起动电流相同时，起动转矩损失的较少;比起卜△起动，有几种抽头供选用比较灵活，并且巩/峨较大时，可以拖动较大些的负载起动。但是自祸变压器体积大，价格高，也不能拖动重负载起动。 4．延边三角形起动:采用延边三角形起动鼠笼式异步电动机，除了简单的绕组接线切换装置之外，不

三相异步电动机软启动系统

浅析变频空调技术的发展与应用 摘要 本论文主要是对变频空调的原理、新技术、空调的结构、空调的日常保养进行简 单的分析讨论。变频空调器的最大特点在于其节能、舒适、制热效果好。从节能方面 来说，随着技术的发展与成熟，变频空调器已由最初的交流变频空调器、直流变频空 调器发展到现在pam（脉冲调幅）空调器。变频空调之所以有这么大的优势也是在于 它自身无可比拟的优点，简单的介绍其优点主要是：采用低频启动，启动电流小对电 网的干扰小,省电节能；能快速制冷、制暖；启动后长期运转温度控制精度可达到 ±0.5℃。 关键词：新技术变频发展应用 Abstract This paper is the principle of frequency conversion air-conditioning, newtechnologies,then structure of air- conditioning,air-conditioning maintenance to carry out simple day-to-day art an analysis of the discussion.The most important feature of variable frequency air conditioner in its energy-saving,comfortable, good heating effect. From the energy point of view,as the technolog development and maturity,frequency conversion air-conditioner from the original A inverter air conditioner,Dc inverter air conditioner developed to pam air conditioner.Inverter air conditioner advantages:the use of low-frequency start,starting current of the power system small disturbance small,energy-saving power;fast refrigeration,heating System;start functioning after the long-term temperature control precision can reach ± 0.5℃. Key words:new technology frequency conversion development application 目录 摘要 (1)

三相异步电动机软启动器的设计

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电动机软启动模块功能及其应用

电动机软启动模块功能及其应用 1、概述 总所周知，三相异步电动机以其低成本，高可靠性何以维护等优点在各行各业中广泛应用。但是，他直接启动时，存在着很大的缺点。首先，它的启动电流高达额定电流的5~7倍，这需要电网裕量，而且降低了电器控制设备的使用寿命，增加了维护成本，甚至影响了其他用电器设备的正常运行； 其次，启动转矩可达正常转矩的2倍，这会对负载产生冲击； 增加了传动部件的磨损和额外维护。因此以上原因，出现了三相异步电动机降压启动设备。 传统的启动设备体积庞大，成本高，结构复杂，与负载匹配的电机转矩很难控制，也就是说很难得到合适的启动电流和启动转矩；而且在切换瞬间会产生很高的瞬间电流尖峰，宇铭电器公司研制开发的“电机智能控制模块”，不但完美而且克服了传统的启动缺点，对各种启动方法做了综合改善和提高，还增加了很多功能，譬如；节能运行，过流保护，过热保护缺项短路等等功能。模块采用数码显示，按键控制，整个启动过程全部采用单片机控制自动完成，所以操作极为方便。用户可通过面板调整自己所需参数设置，选择不同的启动方式，方便的控制运行状态得到负载与电机相匹配的电机转矩。 突出特点；体积小，安全性能高，成本低，，整体性高。图

1中， 虚线内部电路全部集成在模块内部。内部主电路元器件采用国外进口晶闸管元器件，一体化焊接技术，将其贴在DCB（陶瓷覆铜板）上，与散热器焊接在一起，散热性能大大提高。 移相电路、内置式传感器、单片机、A/D转换、功率驱动、同步变压器都是公司自己研发设计的。 移相电路的特点；公司采用了数字移相集成电路。该电路为SOP28封装，5V单一电源供电，全数字换处理模式，具有很高的精度移向，与对称度。控制端采用0-10v电平信号，及控制移相角度。 同步变压器；有三个同步信号输出给移相电路，其中一路

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(2)电磁抱闸通电制动控制电路 电磁抱闸断电制动其闸瓦紧紧抱住闸轮，若想手动调整工作是很困难的。因此，对电动机制动后仍想调整工件的相对位置的机床设备就不能采用断电制动，而应采用通电制动控制，其电路如图3所示。当电动机得电运转时，电磁抱闸线圈无法得电，闸瓦与闸轮分开无制动作用；当电动机需停转按下停止按钮SB2时，复合按钮SB2的常闭触头先断开切断KM1线圈，KM1主、辅触头恢复无电状态，结束正常运行并为KM2线圈得电作好准备，经过一定的行程SB2的常开触头接通KM2线圈，其主触头闭合电磁抱闸的线圈得电，使闸瓦紧紧抱住闸轮制动；当电动机处于停转常态时，电磁抱闸线圈也无电，闸瓦与闸轮分开，这样操作人员可扳动主轴调整工件或对刀等。 机械制动主要采用电磁抱闸、电磁离合器制动，两者都是利用电磁线圈通电后产生磁场，使静铁芯产生足够大的吸力吸合衔铁或动铁芯(电磁离合器的动铁芯被吸合，动、静摩擦片分开)，克服弹簧的拉力而满足工作现场的要求。电磁抱闸是靠闸瓦的摩擦片制动闸轮．电磁离合器是利用动、静摩擦片之

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. . . . 课程设计（论文）任务及评语 院（系）：电气工程学院教研室：电 气

注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算 摘要 现在传动工程中最常用的就是三相异步电动机。在许多场合，由于其启动特性，这些电机不可以直接连接电源系统。如果直接启动，会产生较高的峰值转矩，这种冲击不但对驱动电机有冲击，而且也会使机械装置受载。而软启动器通过平滑的升高端子电压，可以实现无冲击启动，最佳保护电源系统及电动机。 本文设计的三相异步电动机软启动器主要包括主电路和控制电路两部分。采用电压斜坡软启动，晶闸管脉冲触发，通过对电机启动过程中晶闸管的控制来实现软启动器平滑启动的功能。 关键词：异步电动机；软启动器；晶闸管

目录 第1章绪论 (1) 1.1电力电子技术概况 (1) 1.2本文设计容 (1) 第2章三相异步电动机软启动器电路设计 (2) 2.1三相异步电动机软启动器总体设计方案 (2) 2.2具体电路设计 (3) 2.2.1 主电路设计 (3) 2.2.2 控制电路设计 (4) 2.2.3 触发电路设计 (5) 2.2.4 同步电路设计 (5) 2.2.5 检测电路设计 (6) 2.2.6 保护电路设计 (7) 2.3元器件型号选择 (8) 2.4系统仿真 (9) 2.4.1 MATLAB仿真软件简介 (9) 2.4.2 三相异步电动机软启动器仿真模型建立 (10) 2.4.3 三相异步电动机软启动器仿真波形及数据分析 (10) 第3章课程设计总结 (13) 参考文献 (14)

电机软启动器原理图

电机软启动器原理图 6kV电机软启动器控制原理图

软启动器在冷剪控制系统中的应用 1 前言 冷剪是棒材生产线上必不可少的设备，在连续剪切线上，由于对冷剪定位控制的实时性和精确性要求非常高，通常情况下采用变频器或直流调速装置进行控制;对于使用定尺机完成棒材组长度定位的生产线来说，由于要等到棒材组在辊道上完全停止后才进行剪切，对冷剪定位控制的实时性和精确性不要求非常高，这时对交流电机可考虑使用软启动器控制，设备投资大大减少。 2 软启动器概述 软起动器是电力电子技术与自动控制技术相结合的产物，其电路原理如图1所示。将三组反并联晶闸管串接于供电电源与被控电机之间。起动时，由电子电路控制晶闸管的导通角，使电机的端电压逐渐增大，直至全电压，使电机实现无冲击软起动;停机时，则控制晶闸管的关断速度，使电机的端电压由全电压逐渐下降至零，实现软停车，可见，软起动器实际上是一个晶闸管交流调压器。改变晶闸管的触发角，就可调节晶闸管调压电路的输出电压。在整个起动过程中，软起动器的输出是一个平滑的升压过程（且可具有限流功能），直到晶闸管全导通，电机在额定电压下工作。 图1是ABB PSD系列软启动器产品的原理图，图中的元件如下：E1：电路板;F6：温度监视器;J1–J3：连接端子;K4：继电器，在运行状态时动作;K5：继电器，在全压状态时（Ue=100%）动作;K6：继电器，故障信号;T2：电流互感器;T5：控制变压器;V1–V6：晶闸管;X1–X3：端子板。另外，根据功率范围，还有两组或三组风扇作为标准配置。根据不同的应用要求，还可选择过载保护器。在图1中，V2、V4、V6三只晶闸管依次对应于U、V、W三相电源的正半周，开通角α相同，故三相的触发脉冲应依次相差120o;每相的正、负半周依次分别由反并联的两只晶闸管触发控制，所以同一相的两个反并联晶闸管触发脉冲应相差180o，触发顺序是V2、V5、V4、V1、V6、V3，依次相差60o。

电动机软启动技术在石化行业中的应用

电动机软启动技术在石化行业中的应用 发表时间：2016-07-04T14:45:05.430Z 来源：《电力设备》2016年第7期作者：李晨[导读] 综上所述，星角启动原理简单、造价低廉，但只能用于正常运行时为三角形接法的电动机。李晨 （中沙（天津）石化有限公司 300270） 摘要：电动机软启动技术起源于上世纪90年代初期，它可以有效地改变电动机的启动特性并保护拖动系统，降低启动冲击，保证电动机可靠运行。本文介绍了软启动的基本原理以及在石化行业中常见的几种软启动方式。关键词：电动机；软启动；星角启动；变频器 1.引言 在石油化工行业中，电动机的启动性能优劣对日常生产影响很大。因为电动机在全压启动时，由于电机启动力矩的需要，要从电网吸收6-7倍的电机额定电流，对于大功率的电动机来说，其强大的启动电流不仅意味着浪费较多电能，而且会造成较大的线路压降，甚至引起电网电压降低，影响其他用电设备的正常工作，还会对动力变压器也会产生较大的冲击。此外，在停车时，如果直接切断电源，拖动系统会突然失去转矩，依靠系统的摩擦转矩克服系统的惯性自由停车，将给拖动系统带来诸多问题。 2.何为软启动 电动机软启动技术，即通过采用降压、补偿或变频等技术手段，有效地改变电动机的启动特性和保护拖动系统，从而实现电动机及机械负载的平滑启动，降低启动电流对电网的影响程度，使电网和机械系统得以保护，节约电能，也减少了启动惯性对设备的大惯量的转速冲击，延长了设备的使用寿命。 软启动与一般正常启动的区别在于，再启动电动机时，可以通过降低加到电动机定子绕组的电压来减小电动机的启动电流。软启动有一定的规定时间，在这个启动时间内，用调压装置将启动电压连续平稳地上升，直至达到额定电压。整个启动过程中，电动机的转矩也是平滑地增大而不是跳跃的，一直到转矩为最大值Mm为止，所以叫软启动。 软启动可分为有级和无级两类，前者的调节是分档的；后者的调节是连续的。早先的软启动均是有级的，如Y/△变换软启动、自耦变压器软启动、电抗器软启动等。无级调节主要有三种：以电解液液阻限流的软启动、以晶闸管为限流器件的晶闸管软启动、以磁饱和电抗器为限流元件的磁控软启动。 3.采用星角启动方式实现软启动 星角启动常用于低压380V且功率较大的电机启动中，且只能用于正常运行时为三角形接法的电动机。电机启动前，通过二次回路将电机定子绕组的初始状态接成星形接法，此时加在电机定子每相绕组的电压为220V。电机启动后，电机的启动电流和启动转矩分别只有全电压启动时的1/3，转动一段时间后，通过二次回路中的切换系统（一般以延时继电器控制，时间不超过一分钟）将电机定子绕组改接成三角形接法，此时加在电机定子每相绕组的电压为380V，电机转为全压运行，从而完成电机的软启动过程。 4.利用变频器实现软启动 变频器也是一种软启动装置，它可以在限流的同时保持高的启动转矩。变频器主要工作原理是利用电力半导体器件的通断作用将频率、电压都固定的交流电源变成频率、电压都连续可调的三相交流电源。按照变换环节有无直流环节可以分为交－交型变频器和交－直－交型变频器。其中，交-直-交型变频器是先将工频交流电源通过整流变为直流电源，然后再利用逆变器将直流电源变换为频率、电压可控制的交流电源供给用电设备。 在石化行业中，选用变频器作为大功率电动机的软启动装置时，通常还需要考虑变频器的调速特性。由公式N=60(1-S) f/P（式中：N 表示异步电动机的转速 r/min；表示供电电源频率Hz；P表示电机极对数；S表示电机转差率）可知，异步电动机改变定子频率f即可平滑的调节同步转速。但是，随着f的改变，电动机的机械特性也会发生相应的变化。在异步电动机中，已知E=4.44fω1K1φ，如果略去了定子阻抗压降，则U1=E1=4.44fω1K1φ，说明若端电压U1不变，则随着f的升高，气隙磁通φ减小。又从转矩公式：M=CMφI2cosφ2可以看出，Φ的减小势必导致电动机允许输出转矩M的下降，使电机的利用率恶化。同时，电机的最大转矩也将下降，严重时会使电机堵转。若维持端电压U1不变，而减小f，则气隙磁通Φ将增加，这就会使磁路饱和，激磁电流IM上升，导致铁损急剧增加，这也是不允许的。因此在许多场合，要求在调频的同时改变定子电压U1，以维持Φ接近不变。目前在石化装置中使用较为普遍的变频器大多基于此特性，即U/f模式。既保证软启动的要求，又满足工艺调速的需求。 变频器U/f模式特性曲线 5.结语 综上所述，星角启动原理简单、造价低廉，但只能用于正常运行时为三角形接法的电动机。变频器不仅兼顾软启动和调速两种功能于一身，其节能高效的特点也与当今“节能降耗”这一发展主题相适应相匹配，是我国重点推广的一项节能技术，已应用在多种行业的电机设备中，特别是在风机、泵类设备驱动控制场合取得了显著的节电效果。 参考文献 [1]杨洁. 大功率设备软启动的方式及优缺点比较. 科技信息,2011,04:411. [2]吴忠志，吴家林.《变频器应用手册》.北京：机械工业出版社，1995. [3]陈伯时.《电力拖动自动控制系统-2版》.北京：机械工业出版社，2000.

单片机控制三相异步电动机正反转

摘要 我的这次毕业设计论文主要介绍了三相异步电动机的发展史,及国的现状和单片机远距离控制三相异步电动机未来的应用前景。并且阐述了三相异步电动机正转、反转、停止的控制原理，如何用红外遥控设备实现电动机的正转、反转、停止三种状态的切换。还阐述了单片机远距离控制三相异步电动机的设计方案，并绘制了原理图和PCB板图，撰写了程序源代码。实现了对三相异步电动机正转、反转、停止的控制。这期间主要使用protel99se 软件绘制原理图和制板，使用proteus7.1软件进行程序代码的仿真和功能的理论验证。最后通过硬件的调试验证程序代码的实际功能，完成对单片机远距离控制三相异步电动机的设计。 关键词 红外遥控设备、单片机；三相异步电动机电机、控制器。

目录 摘要 (Ⅰ) 第一章、引言 (1) 第二章、三相异步电机控制系统 (2) 第三章、 AT89C52 单片机 (4) 第四章、红外遥控器设计 (6) 第五章、三相异步电动机原理与控制 (8) 第六章、实现 (11) 第七章、结构图 (30) 结论 (31) 参考文献 (32) 致 (33) 附录 (34)

第一章、引言 1.1三相异步电动机发展史 在国外，费拉里斯和特斯拉发明多相交流系统后，19世纪80年代中期，多沃罗沃尔斯基发明了三相异步电动机。并在后来得到了广泛的应用。三相异步电动机是交流电动机的一种，又称感应电机。具有结构简单，制造容易，坚固耐用，维修方便，成本低廉等一系列优点。因其具有较高的效率及接近于恒速的负载特性，故能满足绝大多部分工农业生产机械的拖动要求，从而成为各类电机中产量最大，运用最广的一种电动机。 1.2我国三相异步电动机发展 我国电动机的研究及制造起始于本世纪50年代后期。从50年代后期到60年代后期，主要是高等院校和科研机构为研究一些装置而使用或开发少量产品。这些产品以多段结构三相异步电动机为主。70年代初期，电动机的生产和研究有所突破。除反映在驱动器设计方面的长足进步外，对电动机本体的设计研究发展到一个较高水平。70年代中期至80年代中期为成品发展阶段，新品种高性能电动机不断被开发。80年代后三相异步电动机已经得到广泛的应用。 1．3单片机远距离控制三相异步电动机的应用前景 目前，随着电子技术、控制技术以及电动机本体的发展和变化，单片机远距离控制三相异步电动机系统已经受到广泛的应用。因为在很多工业生产中，很多工厂的环境很差，工人在现场工作，很容易患各种职业病，不管是对工厂还是对工人都是很大的损失。因此，随着社会的需要，机械设备的远程控制的出现对工厂的生产起到了很大的帮助。提高了社会生产力，对未来的社会发展有很深远的意义。因此，单片机远距离控制三相异步电动机的发展前景非常广。

(有具体仿真,有各种图)(基于SIMULINK异步电动机软起动控制系统的仿真

第26卷第3期 辽 宁 工 学 院 学 报 V ol.26,No.3 2 0 0 6 年6月 Journal of Liaoning Institute of Technology Jun. 2006 收稿日期：2005-03-14 作者简介：耿大勇(1971-)，男(满族)，辽宁兴城人，副教授，硕士。 基于SIMULINK 异步电动机软起动 控制系统的仿真 耿大勇1，贾 丹2，李振刚1 （1.辽宁工学院 信息科学与工程学院，辽宁 锦州 121001; 2.辽宁工学院 计算机科学与工程学院，辽宁 锦州121001） 摘 要：异步电动机的软起动可控制电动机的起动电压和电流，减少电动机起动过程对电网和负载的冲击，同时保证电动机运行平稳。利用MATLAB 软件中的动态仿真工具Simulink 对采用PI 电流闭环控制的异步电动机软起动系统建模并进行了实例仿真。仿真结果和实验结果吻合较好，证明仿真方法是正确、有效的。 关键词：异步电动机；软起动；仿真；Simulink 中图分类号：TP391.9 文献标识码：A 文章编号：1005-1090(2006)03-0141-04 Simulation of Soft Starting Control System for Asynchronous Motor Based on SIMULINK GENG Da-yong 1, JIA Dan 2, LI Zhen-gang 1 （https://www.wendangku.net/doc/ac13741831.html,rmation Science & Engineering College, Liaoning Institute of Technology, Jinzhou 121001, China https://www.wendangku.net/doc/ac13741831.html,puter Science & Engineering College, Liaoning Institute of Technology, Jinzhou 121001, China) Key words: asynchronous motor; soft starting; simulation; Simulink Abstract: By using soft starting , the starting voltage and starting current of asynchronous motor can be controlled, the impact on electric power system and load during the startup can be reduced, and also enables asynchronous motor to rotate steadily. The simulation model of soft starting system by using PI current closed loop control for asynchronous motor was established based on MATLAB/Simulink and simulation was carried out through actual example. The simulation results were close to the experimental ones, which verified the correctness and validity of the simulation method. 近年来，随着电力电子技术和计算机控制技术的飞速发展，国内外都十分重视三相异步电动机软起动控制系统的研究和开发[1,2]。软起动控制旨在降压以限制电机起动电流，减小起动电流对电网的冲击，也达到了节能的目的。目前软起动方式很多，如液阻软起动、磁控软起动、晶闸管软起动等，从起动时间、控制方式的节能效果等多方面综合比较，以晶闸管软起动方式最优，代表着软起动的发展方向。但目前关于异步电动机软起动控制系统仿真的文献较少，本文借助于MATLAB 软件的动态 仿真工具Simulink 来构建异步电动机软起动控制系统的仿真模型并进行了实例仿真，建模过程简便直观，仿真过程中通过改变参数可随时观察系统的动态变化情况，最后进行了实验验证。 1 异步电动机软起动控制系统结构 三相异步电动机软起动的主电路如图1所示。该系统将三组反并联的晶闸管串接在电动机的三相电路上，在电动机起动过程中通过控制晶闸管触发角的大小，使电动机起动电流根据工作要求所设

三相异步电动机软启动装置设计

三相异步电动机软启动装置设计 考生姓名：XXXXXXX 准考证号：XXXXXXXXXX 专业层次：XXXXXXX 院（系）：XXXXXXXXXXXX 指导教师：XXXXXXX 职称：XXXXXXX 二O一二年七月二十日

三相异步电动机软启动装置设计 考生姓名：XXXXXXXX 准考证号：XXXXXXXXXXXXXX 专业层次：XXXXXXXXXXX 指导教师：XXXXXXXX 院（系）：XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 二O一二年七月二十日

摘要 三相异步电动机因具有结构简单、制造方便、运行可靠、价格低廉等优点，而广泛应用在工业、农业、交通运输业、国防工业以及其他各行各业中。但它也有明显的缺点，那就是起动转矩小，起动电流过大。这种情况对电机本身及周围电网都有非常不利的影响。为了减小异步电动机起动过程中对电网的冲击、消除传统降压起动设备的有级触点控制对异步电动机的冲击、改善异步电动机的起动特性，本文对基于单片机控制的晶闸管调压软起动器进行讨论。 本文首先阐述了软起动器晶闸管调压电路(即主电路)的工作原理，主要是基于晶闸管的三相异步电动机软启动器主电路设计和触发电路设计。然后是对电动机软启动器模式的设计，但主要还是软起动器的硬件电路设计。 本文设计的软起动器操作方便简单，能够使电机顺利起动。使之能达到了改善三相异步电动机起动性能的要求。在满足异步电动机起动转矩要求及降低起动电流的前提下，使电机能够平稳可靠起动。 关键词：异步电动机，晶闸管，软启动

Three phase asynchronous motor soft start device design ABSTRACT The three-phase asynchronous motor because of its simple structure, convenient manufacture, reliable operation, low price and the like, and is widely applied in industry, agriculture, transportation, defense industry and other industries. But it also has obvious shortcomings, the starting torque is small, large starting current. This situation on the motor itself and the surrounding network has very adverse effect. In order to reduce the asynchronous motor starting process of the impact of power grid, the elimination of the traditional step-down start equipment with level control for asynchronous motor to improve impact, induction motor, this paper based on single-chip microcomputer controlled thyristor voltage soft starter were discussed. This article first elaborated the soft starter thyristor voltage regulating circuit (i.e., working principle, main circuit) is mainly based on thyristor three-phase asynchronous motor soft starter the design of main circuit and trigger circuit design. The electric motor soft starter in model design, but mainly the hardware circuit design of soft starter. In this paper, the design of the soft starter of convenient and simple

软启动器常见故障

软启动器常见故障 软启动器的常见故障及处理措施 1、在调试过程中出现起动报缺相故障，软启动器故障灯亮，电机没反应。出现故障的原因可能是： ①起动方式采用带电方式时，操作顺序有误。(正确操作顺序应为先送主电源，后送控制电源) ②电源缺相，软起动器保护动作。(检查电源)③软起动器的输出端未接负载。(输出端接上负载后软起动器才能正常工作) 2、用户在使用过程中出现起动完毕，旁路接触器不吸合现象。故障原因可能是：①在起动过程中，保护装置因整定偏小出现误动作。(将保护装置重新整定即可)②在调试时，软起动器的参数设置不合理。(主要针对的是55KW以下的软起动器，对软起动器的参数重新设置)③控制线路接触不良。(检查控制线路) 3、用户在起动过程中，偶尔有出现跳空气开关的现象。故障原因有：①空气开关长延时的整定值过小或者是空气开关选型和电机不配。(空气开关的参数适量放大或者空气开关重新选型)②软起动器的起始电压参数设置过高或者起动时间过长。(根据负载情况将起始电压适当调小或者起动时间适当缩短)③在起动过程中因电网电压波动比较大，易引起软起动器发出错误指令，出现提前旁路现象。(建议用户不要同时起动大功率的电机)④起动时满负载起动。(起动时尽量减轻负载) 4、用户在使用软起动器时出现显示屏无显示或者是出现乱码，软起动器不工作。故障原因可能是： ①软起动器在使用过程中因外部元件所产生的震动使软起动器内部连线震松。(打开软起动器的面盖将显示屏连线重新插紧即可) ②软起动器控制板故障。(和厂家联系更换控制板) 5、软起动器在起动时报故障，软起动器不工作，电机没有反应。故障原因可能为：①电机缺相。(检查电机和外围电路)②软起动器内主元件可控硅短路。(检查电机以及电网电压是否有异常。和厂家联系更换可控硅)③滤波板击穿短路。(更换滤波板即可) 6、软起动器在起动负载时，出现起动超时现象。软起动器停止工作，电机自由停车。故障原因有： ①参数设置不合理。(重新整定参数，起始电压适当升高，时间适当加长) ②起动时满负载起动。(起动时应尽量减轻负载)

异步电动机的软起动方式

异步电动机的软起动方式 梁南丁 （平顶山工业职业技术学院，河南平顶山467001） 摘要：异步电动机采用软起动方式可以大大改善电动机的各项性能指标，由于软起动方式较多，本文仅对液阻软起动、晶闸管软起动、磁控软起动、变频器软起动等各种软起动方式的特点和性能进行了分析和比较，为使用者选择软起动方案提供参考。 关键词：软起动晶闸管变频器电动机 一、引言 三相异步电动机应用领域非常广泛。而三相异步电动机的起动，会对电网造成较强干扰，尤其在工业领域中的重载起动，有时可能对设备构成严重威胁。因而三相异步电动机的软起动越来越受到相关技术人员的 重视。 对于大功率异步电动机而言，软起动比硬起动（即直接起动）具有如下优势：1）减少起动过程引起的电网电压降。使之不影响共网其它电气设备的正常运行； 2）减小电动机的冲击电流。冲击电流会造成电动机局部过热，危害电动机寿命； 3）减小硬起动带来的机械冲力。冲力将加速传动机械（轴、啮合齿轮等）的磨损； 4）减少电磁干扰冲击电流。冲击电流会以电磁波的形式干扰电气仪表的正常运行。 总之，软起动可以使电动机起停自如，提高工作效率，对工矿企业的生产有着很重要的作用。 二、软起动的分类 软起动可分为有级和无级两类，前者的调节是分级的；后者的调节是连续的。早期的软起动均是有级的，如Y/△变换软起动、自耦变压器软起动、电抗器软起动等。无级调节的软起动主要有三种即：以电解液液阻限流的软起动；以晶闸管为限流器件的晶闸管软起动和以磁饱和电抗器为限流元件的 磁控软起动。 变频器也是一种软起动装置，而且是比较理想的一种，它可以在限流的同时保持高的起动转矩。但价格贵是制约其推广应用的主要因素，通常人们购置变频器都是着眼于调速，所以，常常不把它归类于软起动装置。 1.液阻软起动 液阻是一种由电解液形成的电阻，它导电的本质是离子导电。其阻值正比于两块电极板的距离，反比于电解液的电导率，极板距离和电导率都便于控制，且液阻的热容量大。液阻的这两大特点（阻值可以无级控制和热容量大），恰恰是软起动所需要的，加上另一个十分重要的优势即低成本，使液阻软起动得到了广泛的应用。 但液阻软起动也有如下缺点： 1）液阻限流，由于液阻箱容积大，且一次软起动后电解液通常会有10℃～30℃的温升，使软起动的重复性差； 2）移动极板需要有一套伺服机构，移动速度较慢，难以实现起动方式的多样化； 3）液阻软起动装置液箱中的水，需要定期补充。电极板长期浸泡于电解液中，表面会有一定的锈蚀，需要作表面处理（一般2～3次/年）； 4）液阻软起动装置不能放置在易结冰或颠簸的环境中。 液阻软起动装置可以串在绕线式电动机转子回路中以实现重载软起动，在软起动过程中不产生高次谐波，且售价低廉，这是它的突出优点。虽然有人预言它即将被淘汰，但是目前应用仍较为广泛。 2.晶闸管软起动 晶闸管软起动产品问世不过30年左右的时间。目前在低压（380V）范围内，晶闸管软起动产品的价格大约已经下降到液阻软起动的2倍。而其主要性能却大大优于液阻软起动。 与液阻软起动相比，它的体积小，结构紧凑，几乎免维护，功能齐全，起动重复性好，保护周全，这些都是液阻软起动无法达到的。 但是，晶闸管软起动也有如下缺点：