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软启动器的原理、特点及在应用中存在的问题和解决思路

软启动器的原理、特点及在应用中存在的问题和解决思路摘要：电动机软启动器一般以大功率双向晶闸管构成三相交流调压电路，以微处理器及信号采集、保护环节构成控制器，通过控制晶闸管的触发角，调节晶闸管调压电路的输出电压，实现电动机的无触点降压软启动、软停车及保护功能。为此，通过对软启动方式与传统的启动方式进行比较，来分析软启动器的特性，以及各种软启动器的优缺点和正确的应用方法以及常见的故障分析，和在我公司实际应用中存在的问题和解决思路。

关键词：软启动器晶闸管熄焦泵电动机保护

异步电动机具有结构简单、体积小、价格低廉、运行可靠、维修方便、运行效率较高及工作特性好等优点，在电力拖动平台上广泛使用。但是，它有启动电流大的缺点（一般启动电流为额定电流的4～7倍，甚至更大）。过大的启动电流对电动机本身和电网以及其他电气设备的正常运行会造成不利影响，会在电动机轴上产生瞬时的过大转矩（可达电机满载转矩的1.6～2.0倍），扭曲电机轴、破坏键槽、损坏和轴联接的其他设备，使电动机发热影响其寿命。供电线路电压损失也会增大，可能使并联于同一供电线路上的其他电气设备的正常运行遭到破坏。国家有关部门早有明确规定，电动机启动时电网电压降不能超过15%。对于容量较大的电动机，应采取措施降低电动机的启动电流。

1、电动机的软启动

在电动机启动时，降低加到电动机定子绕组的电压，可以减小

软启动器电路图

1 软启动器工作原理与主电路图软启动器采用三相反并联晶闸管作为调压器，将其接入电源和电动机定子之间。这种电路如三相全控桥式整流电路，主电路图见图1。使用软启动器启动电动机时，晶闸管的输出电压逐渐增加，电动机逐渐加速，直到晶闸管全导通，电动机工作在额定电压的机械特性上，实现平滑启动，降低启动电流，避免启动过流跳闸。待电机达到额定转数时，启动过程结束，软启动器自动用旁路接触器取代已完成任务的晶闸管，为电动机正常运转提供额定电压，以降低晶闸管的热损耗，延长软启动器的使用寿命，提高其工作效率，又使电网避免了谐波污染。软启动器同时还提供软停车功能，软停车与软启动过程相反，电压逐渐降低，转数逐渐下降到零，避免自由停车引起的转矩冲击。软启动与软停车的电压曲线见图2，3。 2 软启动器的选用（1）选型：目前市场上常见的软启动器有旁路型、无旁路型、节能型等。

根据负载性质选择不同型号的软启动器。旁路型：在电动机达到额定转数时，用旁路接触器取代已完成任务的软启动器，降低晶闸管的热损耗，提高其工作效率。也可以用一台软启动器去启动多台电动机。无旁路型：晶闸管处于全导通状态，电动机工作于全压方式，忽略电压谐波分量，经常用于短时重复工作的电动机。节能型：当电动机负荷较轻时，软启动器自动降低施加于电动机定子上的电压，减少电动机电流励磁分量，提高电动机功率因数。（2）选规格：根据电动机的标称功率，电流负载性质选择启动器，一般软启动器容量稍大于电动机工作电流，还应考虑保护功能是否完备，例如：缺相保护、短路保护、过载保护、逆序保护、过压保护、欠压保护等。 3 Alt48软启动器的特点 Alt48软启动器启动时采用专利技术的转矩控制。转矩斜坡上升更快速，损耗更低。具有电动机和软启动器综合保护功能，能全时连续检测电机电流，提供电机可靠和完整保护，这种保护功能在启动结束旁路后仍能起作用，这是其它软启动器都不具备的。 Alt48在保持加速力矩的同时，实时计算定子和转子的功率。在整个加速周期连续计算电机功率因数和定子损耗，通过检测电压和电流来计算功率因数，并扣除定子损耗，得到实际的转子功率和电机力矩。 4 Alt48软启动器的应用

软启动器工作原理与主电路图

软启动器工作原理与主电路图 2010年02月22日星期一 11:00 1 软启动器工作原理与主电路图软启动器采用三相反并联晶闸管作为调压器，将其接入电源和电动机定子之间。这种电路如三相全控桥式整流电路，主电路图见图1。使用软启动器启动电动机时，晶闸管的输出电压逐渐增加，电动机逐渐加速，直到晶闸管全导通，电动机工作在额定电压的机械特性上，实现平滑启动，降低启动电流，避免启动过流跳闸。待电机达到额定转数时，启动过程结束，软启动器自动用旁路接触器取代已完成任务的晶闸管，为电动机正常运转提供额定电压，以降低晶闸管的热损耗，延长软启动器的使用寿命，提高其工作效率，又使电网避免了谐波污染。软启动器同时还提供软停车功能，软停车与软启动过程相反，电压逐渐降低，转数逐渐下降到零，避免自由停车引起的转矩冲击。软启动与软停车的电压曲线见图2，3。 2 软启动器的选用（1）选型：目前市场上常见的软启动器有旁路型、无旁路型、节能型等。

软启动器控制

软启动器的控制在工业工程设计中，通常电动机容量≥45KW时，就会采用软启动方式，那么，软启动究竟是怎么回事呢？它又是如何运用在电气上的呢？一、软起动控制原理及过程软启动SIMADYN D数字控制系统应用矢量原理，并通过系统的开环和闭环控制来实现对软启动过程的控制，采用失量控制方式的目的，主要是为了提高变频器的动态性能。根据交流电动机的动态数学模型，利用坐标变换的手段，将交流电动机的定子电流分解成磁场分量(电流)和转矩分量(电流)，并分别加以控制，即模仿自然解耦的直流电动机的控制方式，即对磁场分量和转矩分量分别控制，以获得类似于直流电机调速的动态性能。在矢量控制方式中，磁场电流实际值和转矩电流实际值可以根据测定的电机定子电压、和电流的实际值经变换计算求得。磁场电流和转矩电流的实际值与之相应的设定值进行比较和调节。开环控制包括:电机速度≤5%额定转速时控制;开、合短路器的控制;压力、温度、各种保护连锁之间的逻辑控制。闭环控制包括:电流控制与速度控制;系统的设计成带电流闭环控制的速度环控制，即双闭环系统;通过控制电源侧的整流器，电机流过相应的电流，以获得保持电机转矩所需的力矩。电机定子通过逆变器流入方波电流。电机转子中通过磁场电流，由于转子的旋转，产生空间变化的磁场，在电机定子中产生感应电势。在低转速时，励磁电流保持不变，定子电压只与转速成正比。为了确定定子电流的顺序(逆变器晶闸管触发的顺序)，定子电压被测量(绝对值、相角)，然后产生逆变器的触发脉冲，逆变器自然换相，换相电压由同步机提供。在0~5%额定转速时，电机电压很低，不能实现自然换相，为保证逆变器可靠的换相，采用直流脉动技术。周期地将直流环节电流降低到零，逆变器晶闸管按设定值周期地触发，带动转子旋转。当电机电压较高时，就可以实现自然换相。逆变器的晶闸管从一相到另外一相的触发信号由同步电压获得。同步电机电压过零点被测量，并作为电机侧逆变器的触发信号。这样也保证了电机侧逆变器的晶闸管触发永远与电机电压同步，以使同步机始终保持同步。当电机的实际速度小于设定的速度时，速度检测器将输出信号到电流控制器，电流控制器改变整流器晶闸管的触发角，增大输出直流电流，电机转矩增加，电机速度增加，直到电机的电磁力矩与负荷力矩平衡。当电机转速达到准同步转速时给同步器信号，同步器开始进行检测，比较、当满足同步条件时，由同步器发出指令合上断路器，同步电机并网，软启动器退出，完成软启动过程。软启动开闭环控制都在SIMADYN D控制系统实现。全部控制功能文件安装在八个处理器中，每个处理器执行特定任务的功能包，功能包的功能用参数和STRUC G图来定义。二、功能包 SIMADYN D系统中还包括建立处理器与外围设备通讯@—FP功能包。 (1) 模块SE21.2:处理器PS16与电机侧晶闸管的接口模块，用来测量实际值与检测值及晶闸管的状态;

软启动工作原理

软启动工作原理软启动器电动机的应用 1、软启动器工作原理与主电路图软启动器采用三相反并联晶闸管作为调压器，将其接入电源和电动机定子之间。这种电路如三相全控桥式整流电路，主电路图见图1。使用软启动器启动电动机时，晶闸管的输出电压逐渐增加，电动机逐渐加速，直到晶闸管全导通，电动机工作在额定电压的机械特性上，实现平滑启动，降低启动电流，避免启动过流跳闸。待电机达到额定转数时，启动过程结束，软启动器自动用旁路接触器取代已完成任务的晶闸管，为电动机正常运转提供额定电压，以降低晶闸管的热损耗，延长软启动器的使用寿命，提高其工作效率，又使电网避免了谐波污染。软启动器同时还提供软停车功能，软停车与软启动过程相反，电压逐渐降低，转数逐渐下降到零，避免自由停车引起的转矩冲击。软启动与软停车的电压曲线见图2，3。 2 软启动器的选用（1）选型：目前市场上常见的软启动器有旁路型、无旁路型、节能型等。根据负载性质选择不同型号的软启动器。旁路型：在电动机达到额定转数时，用旁路接触器取代已完成任务的软启动器，降低晶闸管的热损耗，提高其工作效率。也可以用一台软启动器去启动多台电动机。无旁路型：晶闸管处于全导通状态，电动机工作于全压方式，忽略电压谐波分量，经常用于短时重复工作的电动机。节能型：当电动机负荷较轻时，软启动器自动降低施加于电动机定子上的电压，减少电动机电流励磁分量，提高电动机功率因数。（2）选规格：根据电动机的标称功率，电流负载性质选择启动器，一般软启动器容量稍大于电动机工作电流，还应考虑保护功能是否完备，例如：缺相保护、短路保护、过载保护、逆序保护、过压保护、欠压保护等。 3、Alt48软启动器的特点 Alt48软启动器启动时采用专利技术的转矩控制。转矩斜坡上升更快速，损耗更低。具有电动机和软启动器综合保护功能，能全时连续检测电机电流，提供电机可靠和完整保护，这种保护功能在启动结束后旁路仍能起作用，这是其它软启动器都不具备的。 Alt48在保持加速力矩的同时，实时计算定子和转子的功率。在整个加速周期连续计算电机功率因数和定子损耗，通过检测电压和电流来计算功率因数，并扣除定子损耗，得到实际的转子功率和电机力矩。 4 Alt48软启动器的应用设计采用一拖二方案，见图4，即一台软启动器带两台水泵，可以依次启动，停止两台水泵。一拖二方案主要特点是节约一台软启动器，减少了投资，充分体现了方案的经济性，实用性。

光镊原理

1.1光镊技术简介光镊是以激光的力学效应为基础的一种物理工具，是利用强会聚的光场与微粒相互作用时形成的光学势阱来俘获粒子的【4】。1969年，A. Ashkin等首次实现了激光驱动微米粒子的实验。此后他又发现微粒会在横向被吸入光束（微粒的折射率大于周围介质的折射率）。在对这两种现象研究的基础上，Ashkin提出了利用光压操纵微粒的思想，并用两束相向照射的激光，首次实现了对水溶液中玻璃小球的捕获，建立了第一套利用光压操纵微粒的工具。1986年，A. Ashkin等人又发现，单独一束强聚焦的激光束就足以形成三维稳定的光学势阱，可以吸引微粒并把它局限在焦点附近，于是第一台光镊装置就诞生了【5，6】。也因此，光镊的正式名称为“单光束梯度力势阱” （single-beam optical gradient force trap）。由于使用光镊来捕获操纵样品具有非接触性、无机械损伤等优点，这使得光镊在生物学领域表现出了突出的优势。这些年来，随着研究的深入和技术的不断完善，光镊在生物学的应用对象由细胞和细胞器逐步扩展到了大分子和单分子等。目前，光镊常被用来研究生物过程中的细胞和分子的运动过程【7-10】，也常被用来测量生物过程中的一些力学特征【11-14】。 1.2光镊的原理与特点众所周知，光具有能量和动量，但是在实际应用中人们经常利用了光的能量，却很少利用光的动量。究其原因，这主要是因为在生活中我们接触到的自然光和照明光等的力学效应都很小，无法引起人们可以直接感受到或观察到的宏观效应。而科学家们利用激光所具有的高亮度和优良的方向性，使得光的力学效应在显微镜下显现了出来，在这里我们要介绍的光镊技术正是以这种光的力学效应为基础发展起来的。 1.2.1光压与单光束梯度力光阱光与物质相互作用的过程中既有能量的传递，也有动量的传递，动量的传递常常表现为压力，简称光压。1987年，麦克斯韦根据电磁波理论论证了光压的存在，并推导出了光压力的计算公式。1901年，俄国人П.Н.列别捷夫用悬在细丝下的悬体实现了光压的实验测量【15】。此后，美国物理学家尼克尔、霍尔也

变频器软启动的原理

摘要：简要介绍了电动机软启动装置组成、特点以厦与传统启动装置的比较。结合陕西鼓风机（集团）有限会司生产制造的风机机组低压辅机系统的特点，阐明了电动机软启动装置的应用。电动机软启动装置；传统启动装置；低压辅机系统引言低压辅机系统（如盘车电机、润滑油泵、液压油泵等）是风机机组重要的辅助系统，其运行的好坏直接关系到风机机组的安全性能。电动机软启动装置是一种具有国际先进水平的电动机启动装置，该装置融合了最新的现代控制理论和专用电动机保护技术及先进的软件技术，既能改变电动机的启动特性，保证电动机可靠启动，又能降低启动电流，减少对电网的冲击，并且可以和网络进行通讯，实现智能控制。无论从功能、性能、负载适应能力、维护及可靠性等方面都是传统的启动设备（如：星／三角、自耦变压器、磁控式启动装置）无法比拟的。所以，这种智能型启动装置取代上述传统的启动装置将是一种必然趋势。 1电动机软启动装置组成电动机软启动装置采用单片机进行逻辑控制。如图1所示，一般由电压检测、电流检测、旁路接触器、驱动电路、控制系统和键盘显示器等组成。 2电动机软启动装置选择电动机软启动装置的选择主要取决于它的启动方式和停车方式。电动机软启动装置一般有以下几种启动模式：限电流启动模式就是限制电机的启动电流，主要用于轻载启动和对电机启动电流有严格要求的场合。电压斜坡启动模式就是把电机电压由小到大斜坡线性增加，主要用于重载启动和对启动电流要求不严格而启动平稳性较高的场合。突跳启动模式就是在电机启动时，先给电机施加一个较高的固定电压并持续一段时间，以克服静阻力距，主要用于重载启动，但是突跳时会给电网造成冲击。转矩控制启动模式就是把电机的启动转矩由小到大斜坡线性增加，主要适用于重载启动。电压控制启动模式就是保证启动电压压降不变的情况下，使电机发挥出最大启动力矩，主要用于轻载启动。电动机软启动装置一般有减速停车模式、自由停

软启动器的作用

电机直接启动的时候，电流可能会达到额定电流的6-7倍，会给工厂的其他用电设备带来问题。采用软启动时启动电流大概是额定电流的2-3倍。对于水泵来说，还有软停止，让水慢慢回落，消除水锤效果。简单的说就是缓缓启动，缓缓停止。这个缓缓的时间可以调节，大概是1-60秒。软启动器以体积小，转矩可以调节、启动平稳冲击小并具有软停机功能等优点得到了越来越多的应用，大有取代传统的自耦减压、星－角等启动器的趋势。由于软启动器是近年来新发展起来的启动设备，在设计、安装、调试和使用方面还缺少指导性的规范与规程。我们在软启动器的安装、调试工作中也遇到了一些实际技术问题。例如：不同启动负载软启动器的选型、软启动冲击电流与过流保护定值的配合、软启动设备容量与变压器容量的关系等问题。 1、软启动器简介目前，市场上常见的软启动器主要有电子式、磁控式和自动液体电阻式等类型。电子式以晶闸管调压式为多数。变频器在某种意义上也是一种软启动器，而且是能够真正地实现软启动的启动器，只是造价要高些。晶闸管式软启动器是串接在电源与电动机之间的三组正反向并联的晶闸管，通过微电脑控制触发导通角实现交流调压。晶闸管式软启动器的启动方式有斜坡电压型、突跳加斜坡电压型和限流型等可供选择。

磁控式软启动器是利用磁放大器原理制造的串联在电源和电动机之间的三相饱和电抗器构成的软启动装置。启动时通过数字控制板调节磁放大器控制绕组的激磁电流，改变饱和电抗器的电抗值调节启动电压降，实现电动机软启动。不论晶闸管式软启动器还是磁控式软启动器在启动时只能调节输出电压，达到控制启动时的电压降、限制启动电流的目的。一般的软启动器不能调节电源频率，也就不能象变频器那样从零频零压开始启动电动机，实现无冲击启动。实际上软启动器在启动设备时还是要产生一定的冲击电流的；斜坡电压型控制软启动器的启动时的电压、电流变化曲线见图1所示。晶闸管式软启动器采用斜坡电压启动时，开始时要使软启动器输出一个初始电压（初始电压在80~280V之间可以调节），使电动机产生足以克服机械设备的静摩擦的初始转矩，拖动设备开始转动，启动电流为Is。在微电脑的控制下，继续增加输出电压使电动机加速。当软启动器的输出电压接近额定电压时，电动机就已达到额定转速，Is降为负荷电流In。启动时间t1结束时，软启动器输出额定电压并发出旁路信号，使旁路接触器闭合，软启动器停止输出电压，电动机转入正常运行。软启动的初始转矩可以通过给定初始电压和启动时间进行调节，控制启动电流在2--4.5倍电动机额定电流以内。低压软启动器的停车方式主要有自由停车，软停车，制动停车三种。传统的电动机停车方式常用自由停车，但有许多应用场合，自由停车会产生很大问题，如高层建筑的水泵系统，如果采用自由

施耐德软启动的原理及应用

施耐德软启动的原理及应用摘要：本文介绍了软启动的原理与运行特点，以及MCC 控制柜的作用与功能。关键词：软启动器；交流电机；电机起动性；MCC；控制柜，价格，参数。 1、软启动器的性能及特点软启动器对电机电流的检测，控制输出电压按一定线性加至全压，限制励磁启动电流，实现电机的软启动，它具有很强的抗干扰能力和控制能力，能避免在工作中受高电压和强电子的扰动。软启动器采用数字控制触发，在软启动过程中是恒电流平滑加速，避免了对电网的冲击，启动电流可根据现场负载的需要在30 %～70 %Ue （Ue 为额定电压）范围内连续可调。可以对软启动器参数进行调整，以最小电流获得最佳转矩，软启动器对机械方面的优点是可减少机械应力，延长电动机及附属机械使用寿命。启动时间可以根据不同的负载进行设定，对启动时间进行最佳优化，在该时间范围内，电动机转速缓慢上升，具有缺相，三相不平衡，过载，过流等电机的全方位保护。性价比高，操作简单，体积小，重量轻，安装调试方便，具有可控硅过热和过电压保护。 2工作原理与运行特点三相交流异步电动机的启动转矩Ma 直接与所加电压的二次方有关，也就是说，只要降低电机接线端子上的电压就会影响这些值。软启动的工作原理是通过控制串接于电源与被控电机之间的三相反并联晶闸管的导通角使电机的端子电压从预先设定的值上升到额定电压。 2.1软启动的主要启动方式（1）电压双斜坡启动详见说明，在启动过成中，电机的输出力矩随电压的增加而增加，在启动时提供一个初始的启动电压Us ，Us 根据负载的大小可调，将Us 调到大于负载静摩擦力矩，产生最佳启动特性。这时输出电压从Us 开始按一定的斜率上升，电机不断加速。当输出电压达到达速电压Ur，电机也基本达到额定转速。软启动器在启动过程中自动检测达速电压，当电机达到额定转速时，使输出电压达到额定电压。（2）限流启动:就是电机的启动过程中限制其启动电流不超过设定值的软启动方式。其输出电压从零开始迅速增长，知道输出电流达到预先设定的电流限值Im ，然后保持输出电流I < Im 的条件下逐渐升高电压，直到额定电压，使电机转速逐渐升高，达到额定转速。连轧厂冷剪机中用的软启动器采用的是限流启动，减少传统方式中的在启动过程中有很大的长时

《光镊原理及应用》课程教学大纲

《光镊原理及应用》课程教学大纲一、课程基本信息课程中文名称：光镊原理及应用课程英文名称：Optical tweezers theory and application 开课学期：2 学时：16 学分：1 二、课程目的和任务激光生物学是多学科交叉的新兴学科，其中以激光微束光阱效应为基础的光镊技术是生命科学和生物工程研究的有力工具，已成为当前生物物理学中新方法和新仪器的研究热点之一。是光子技术和生命科学相互交叉与渗透而形成的一门新的边缘学科，课程教学目标：让光镊在生命学科及其他应用领域中的作用与地位，逐步树立科学的世界观，促进综合素质的提高；帮助学生获得光镊的基本知识，掌握光镊相关技术。通过课程小论文与研讨，让学生了解本学科的发展前沿，培养学生的创造型思维；开放式的教学，提高学生的综合分析和解决问题的能力。三、教学内容与基本要求教学主要内容及对学生的要求：教学主要内容第一章光镊技术的产生与发展光镊技术的理论研究、光镊技术的应用研究国内外光镊技术的研究现状第二章光镊技术及其基本原理光镊技术的描述、光镊的基本原理、光辐射压力、梯度力和散射力、二维光学势阱、基于激光微束的三维光学势阱第三章光镊的理论分析与计算方法光镊理论计算的意义、粒子分类与计算方法、光阱力与光操纵束缚条件第四章光镊的系统构成与技术性能

传统光镊的原理、系统构成、激光器和显微镜的选取、多光镊技术第五章光纤光镊技术远场光纤光镊、近场光镊第5章光镊技术的发展应用光镊技术在生物学方面应用、光镊在分子生物学领域的应用、光镊与其它技术的结合应用对学生的要求： 1、对光镊原理方法有明确认识。 2、对光镊系统的性能、参数能深入了解，并能自由运用。 3、能够了解光阱力的计算方法。 4、有查阅外文资料的能力。五、教学设计及方法教学方式 1) 教学与科研结合，激发学生的求知欲 2)专家讲授与教师专题讲座相结合，拓展学生知识面 3)理论与实践结合，加强学生实验技能的训练 4)中、英双语教学相结合，提高学生国际交流能力 5)撰写专题调研报告，培养学生的自主创新能力教学手段将多种现代的教学手段运用于课程教学之中，多方位多途径地展教学活动，以激发学生学习兴趣，提高教学效果。 1)将多媒体教学与板书相结合，以解决学时少内容多的矛盾 2)课件与电视录像片相结合，以提高学生的自学能力 3)丰富的网络资源为学生学习提供良好的软环境六、调查、参观、实践、实验内容七、主要参考资料 [1]《光镊原理、技术和应用》李银妹编译中国科学技术大学出版社1996 [2]《时域有限差分法FDTD Method 》高本庆国防工业出版社.1995年 [3][《非均匀介质中的场与波》美]Weng Cho Chew 著聂在平，柳清伙译电子工业出版社,1992年 [4] Ashkin A. Optical trapping and manipulation of single cells using infrared laser beams. Nature, 1987, 33: 256-

软启动原理图

软启动器原理图软启动器主要功能是改变电源电压，在过去相比于变频器高额的价格，软启动器低廉的价格受到很多消费者的青睐。接下来就让我们一起通过软启动器原理图来了解下软启动原理吧。软启动器原理：软启动器（软启动器）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，国外称为s oft start er。软启动器采用三相反并联晶闸管作为调压器，将其接入电源和电动机定子之间。这种电路如三相全控桥式整流电路。使用软启动器启动电动机时，晶闸管的输出电压逐渐增加，电动机逐渐加速，直到晶闸管全导通，电动机工作在额定电压的机械特性上，实现平滑启动，降低启动电流，避免启动过流跳闸。待电机达到额定转数时，启动过程结束，软启动器自动用旁路接触器取代已完成任务的晶闸管，为电动机正常运转提供额定电压，以降低晶闸管的热损耗，延长软启动器的使用寿命，提高其工作效率，又使电网避免了谐波污染。软启动器同时还提供软停车功能，软停车与软启动过程相反，电压逐渐降低，转数逐渐下降到零，避免自由停车引起的转矩冲击。现阶段，我们的软启动器产品主要在以下七个行业广泛应用：电力、冶金、建材、机床、石油化工、市政、煤炭。随着我国变频市场的飞速发展，小规模的生产企业被淘汰，因此软启动器市场更加集中发展。鱼儿，在水中串上串下，吐着顽皮的泡泡；鸟儿从荷叶上空飞过，想亲吻荷花姑娘的芳泽。四周的花儿，紫的，黄的，白的，红的，竞相开放。大红花儿，张着大嘴，放声歌唱；灯笼花儿，随风摇坠，四处飘香；

剑兰花儿，形态独特，毫不逊色。它们与荷塘之景交相辉映，美不胜收此时，我的心情兴奋到极点，好久好久没有看过如此美的景色了。若果我有一双会画画的手，我定把这如痴如醉的荷塘活色生香的描绘一番；若果我有一部高像素的相机，我定不放过每个花开的镜头；若果我是一个诗人，我定把这荷塘每片光鲜艳丽的色泽融入人生的诗篇。我更期待，期待盛夏的荷塘色，期待那更加妖娆多姿，色泽鲜艳的荷花，期待初夏生机勃勃、挥汗如雨的激情生活！

光镊技术在原子物理和生命科学中的应用与发展

光镊技术在原子物理和生命科学中的应用与发展信息工程系王坚 [摘要] 激光陷阱和控制、操作中性微小粒子的光镊技术是以光的辐射压原理为基础的，利用光与物质间动量的传递的力学效应形成三维梯度光学陷阱。光压的实际应用在20世纪激光诞生后才得以实现。由于激光突出的高方向性、高相干性、高亮度产生的辐射压高于一般的光，所以使得基于光压原理的光镊能够被发现并运用。光镊能够捕获和操纵微米尺度粒子成为捕获操纵粒子独特且有效的手段，并且这种方法在物理和生物科学等领域掀起了一场技术革命。本文简要回顾了早期光镊技术在原子物理和生命科学中的应用与发展，以及当代光镊技术研究的最新成就。 [关键词] 激光陷阱，光镊，激光 1．引言光镊是基于光的力学效应的一种新的物理工具，它如同一把无形的机械镊子，可实现对活细胞及细胞器的无损伤的捕获与操作。光镊的发明正适应了生命科学深入到细胞、亚细胞层次的研究趋势，也为生物工程技术提供了一种新的手段。仅仅20年光镊的应用已展示其在物理和生命科学领域中无限美好的应用前景。 2. 光镊技术原理 2.1光压原理光镊技术是基于光压原理的，光压原理在牛顿和开普勒时期就已经提出来了但是一直都没有什么应用。光的压力原理早期只有在天文学中有些应用，德国的天文学家开普勒，在17世纪初提出彗尾之所以背向太阳的原因是，其受到了太阳辐射光压的作用力。因为只有在天文学研究中当光的强度和距离都非常大的时候，光压对物质的影响才会明显的表现出来。1873年Maxwell 从光的波动理论角度根据电磁理论推导出了光压的存在（电磁辐射压）并且给出了垂直入射到部分反射吸收体表面的光束的光压为： ()R c E p +=1 其中,E 为每秒钟垂直入射到12m 上的能量，c 为光速，R 为物体对光的反射系数。

光镊原理教学提纲

精品文档 1.1光镊技术简介光镊是以激光的力学效应为基础的一种物理工具，是利用强会聚的光场与微粒相互作用时形成的光学势阱来俘获粒子的【4】。1969年，A. Ashkin等首次实现了激光驱动微米粒子的实验。此后他又发现微粒会在横向被吸入光束（微粒的折射率大于周围介质的折射率）。在对这两种现象研究的基础上，Ashkin提出了利用光压操纵微粒的思想，并用两束相向照射的激光，首次实现了对水溶液中玻璃小球的捕获，建立了第一套利用光压操纵微粒的工具。1986年，A. Ashkin等人又发现，单独一束强聚焦的激光束就足以形成三维稳定的光学势阱，可以吸引微粒并把它局限在焦点附近，于是第一台光镊装置就诞生了【5，6】。也因此，光镊的正式名称为“单光束梯度力势阱”（single-beam optical gradient force trap）。由于使用光镊来捕获操纵样品具有非接触性、无机械损伤等优点，这使得光镊在生物学领域表现出了突出的优势。这些年来，随着研究的深入和技术的不断完善，光镊在生物学的应用对象由细胞和细胞器逐步扩展到了大分子和单分子等。目前，光镊常被用来研究生物过程中的细胞和分子的运动过程【7-10】，也常被用来测量生物过程中的一些力学特征【11-14】。 1.2光镊的原理与特点众所周知，光具有能量和动量，但是在实际应用中人们经常利用了光的能量，却很少利用光的动量。究其原因，这主要是因为在生活中我们接触到的自然光和照明光等的力学效应都很小，无法引起人们可以直接感受到或观察到的宏观效应。而科学家们利用激光所具有的高亮度和优良的方向性，使得光的力学效应在显微镜下显现了出来，在这里我们要介绍的光镊技术正是以这种光的力学效应为基础发展起来的。 1.2.1光压与单光束梯度力光阱光与物质相互作用的过程中既有能量的传递，也有动量的传递，动量的传递常常表现为压力，简称光压。1987年，麦克斯韦根据电磁波理论论证了光压的存在，并推导出了光压力的计算公式。1901年，俄国人П.Н.列别捷夫用悬在细丝下的悬体实现了光压的实验测量【15】。此后，美国物理学家尼克尔、霍尔也精品文档．精品文档分别测量了光压【16】。20世纪70年代，人们开始研究激光的辐射压力，并发展了原子束的激光偏转【17】、激光冷却【18】、光子粘团【19】等实验技术。在宏观微粒的光压力研究方面，由光悬浮发展到光捕获、光致旋转等【20】。1970年，A.Ashkin【21】首次实现了水溶液中的光悬浮。随后的一些研究【22-25】最终导致了光镊的发明。通常光对物体的作用力都是推力。但是，在一定条件下光也可以对物体产生拉力，或更一般的，产生束缚力。这就牵涉到光对物体作用的梯度力。为了阐明梯度力的概念，以透明介质

光镊原理及其应用

光镊原理及其应用摘要：激光的发明使得光的力学效应走向了实际应用。本文介绍了光镊技术的基本原理及其在生物科学方面的一些应用。关键词：光镊；光的力学效应；生物科学；应用 1 引言光镊是A. Ashkin[1]在关于光与微粒子相互作用实验的基础上于1986年发明的。光镊在问世之初被看作是微小宏观粒子的操控手段，并渐渐成了光的力学效应的研究和应用最活跃的领域之一。近20年来光镊技术的研究和应用得到了迅速的发展，特别是在生命科学领域，光镊已成为研究单个细胞和生物大分子行为不可或缺的有效工具。 2 基本原理光镊的基本原理在于光与物质微粒之间的动量传递的力学效应。对于直径大于波长的米氏散射粒子来说，光镊的势阱原理可以用几何光学来解释[1~3]。如图1（a）所示。入射光线A将光子的动量以辐射压的形式作用于粒子小球，力的作用方向与光线入射方向相同。A经过若干反射、折射后，以光线A’出射。入射光线的辐射压减去出射光线的辐射压为粒子小球所受的净剩力F A。图1（b）为作用力简图，实际力的作用过程较此复杂，A’应为所有（包括反射光透射光）出射光线辐射压的合力，但结果与此相似，小球受轴向指向焦点的力。对于直径小于激光波长的瑞利散射颗粒，适用于波动光学理论[1]和电磁模型。波动光学理论（也是光镊的基本理论）认为，在光轴方向有一对作用力：与入射光同向正比于光强的散射力和与光强梯度同向正比与强度梯度的梯度力。在折射率为n m的介质中，折射率为n p 的瑞利粒子所受的背离焦点的散射力为[1] F scat =n m P scat/ c （1）这里P scat为被散射的光功率。或用光强I0和有效折射率m = n p / n m表示为（2）对于极化率为α的球形瑞利粒子所受的指向焦点的梯度力为

软启动原理

软启动器的工作原理? 1.什么是软起动器？它与变频器有什么区别？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，国外称为Soft Starter。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闸管及其电子控制电路。运用不同的方法，控制三相反并联闸管的导通角，使被控电机的输入电压按不同的要求而变化，就可实现不同的功能。软起动器和变频器是两种完全不同用途的产品。变频器是用于需要调速的地方，其输出不但改变电压而且同时改变频率；软起动器实际上是个调压器，用于电机起动时，输出只改变电压并没有改变频率。变频器具备所有软起动器功能，但它的价格比软起动器贵得多，结构也复杂得多。 2.什么是电动机的软起动？有哪几种起动方式？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，即为软起动，在软起动过程中，电机起动转矩逐渐增加，转速也逐渐增加。软起动一般有下面几种起动方式。（1）斜坡升压软起动。这种起动方式最简单，不具备电流闭环控制，仅调整晶闸管导通角，使之与时间成一定函数关系增加。其缺点是，由于不限流，在电机起动过程中，有时要产生较大的冲击电流使晶闸管损坏，对电网影响较大，实际很少应用。（2）斜坡恒流软起动。这种起动方式是在电动机起动的初始阶

段起动电流逐渐增加，当电流达到预先所设定的值后保持恒定（t1至t2阶段），直至起动完毕。起动过程中，电流上升变化的速率是可以根据电动机负载调整设定。电流上升速率大，则起动转矩大，起动时间短。该起动方式是应用最多的起动方式，尤其适用于风机、泵类负载的起动。（3）阶跃起动。开机，即以最短时间，使起动电流迅速达到设定值，即为阶跃起动。通过调节起动电流设定值，可以达到快速起动效果。（4）脉冲冲击起动。在起动开始阶段，让晶闸管在级短时间内，以较大电流导通一段时间后回落，再按原设定值线性上升，连入恒流起动。该起动方法，在一般负载中较少应用，适用于重载并需克服较大静摩擦的起动场合。 3.软起动与传统减压起动方式的不同之处在哪里？笼型电机传统的减压起动方式有Y-q 起动、自耦减压起动、电抗器起动等。这些起动方式都属于有级减压起动，存在明显缺点，即起动过程中出现二次冲击电流。软起动与传统减压起动方式的不同之处是：（1）无冲击电流。软起动器在起动电机时，通过逐渐增大晶闸管导通角，使电机起动电流从零线性上升至设定值。（2）恒流起动。软起动器可以引入电流闭环控制，使电机在起动过程中保持恒流，确保电机平稳起动。（3）根据负载情况及电网继电保护特性选择，可自由地无级调整至最佳的起动电流。 4.什么是电动机的软停车？电机停机时，传统的控制方式都是通过瞬间停电完成的。但有许多应用场合，不允许电机瞬间关机。例如：高层建

软启动器启动原理及应用

电子软启动器启动原理及应用 ---- 二滩水力发电厂邢东摘要：二滩电站一共安装了77台软启动器，大部分选用四川卓越科技有限责任公司的STRA(SDD)系列产品，由于工作环境及产品质量等原因，出现的故障较多，由于近几年的改造，也采用了AB软启动器和施耐德软启动器．介绍了软启动器工作原理及实际工作中遇到的闸题。关键词：软起动；软停车；限电流起动；电压斜坡起动；电流带冲击的(“踢一脚”)起动随着电力电子技术的快速发展，智能型软起动器得到广泛应用。智能型软起动器是一种集软起动、软停车、轻载节能和多功能保护于一体的新颖电机控制装备，又称为Soft Starter。它不仅实现在整个起动过程中无冲击而平滑的起动电机，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、起动时间等。此外，它还具有多种对电机保护功能，这就从根本上解决了传统的降压起动设备的诸多弊端。 1 软起动起动性能特点三台电机可分别启动，也可同时启动 (1)启动电压可调，保证电机启动的最小启动转矩，避免电机过热和能源浪费； (2)控制电机平滑启动，减少启动电流冲击； (3)启动电流可根据负载情况调整，减少启动损耗，以最小的电流产生最佳的转矩。 (4)启动时间可调，在该时间范围内，电机转速逐渐上升，避免转速冲击。 (5)对传动机械的机械保护，清除转矩浪涌并降低冲击电流。 (6)恒定的加减速，不需要测速机，即使当电机负载变化时也是如此。 (7)自由停车和软停车可选，软停车快慢可调。 (8)有相序、缺相、过热、启动过程过流、运行过程过流和过载的检测及保护，其过流值和过载值可调。 2 软启动器工作原理与运行特点三相交流异步电动机的起动转矩Ma直接与所加电压的二次方有关，也就是说，只要降低电机接线端子上的电压就会影响这些值(见图1)；软启动器主要是利用电动机的这一特性，通过控制可控硅的电子开关，改变可控硅的触发角，使电机电压平稳增加，频率不变，使电机端电压从预先设定的值上升到额定电压。触发延迟角：从晶闸管开始承受正向阳极电压起到施加触发脉冲止的电角度，用表示，也称触发角或控制角

软启动器工作原理与作用

软启动器工作原理与作用异步电动机以其优良的性能及无需维护的特点，在各行各业中得到广泛的应用。然而由于其起动时要产生较大冲击电流(一般为额定电流ie的4～7倍)，同时由于起动电应力较大，使负载设备的使用寿命降低。国家标准规定:当电机频繁起动时，所造成的压降不宜低于10%;不频繁起动时，压降不低与20%;不频繁起动，且与照明或其他对电压波动敏感的负荷合用变压器时，电机起动时的电网电压降不能超过15%。解决办法有两个:一是增大配电容量;二是采用限制电机启动电流的起动设备。如果仅仅为起动电机而增大配电容量，从经济角度上来说，显然不可取。为此，人们往往需要配备限制电机起动电流的起动设备，过去多采用y/△降压、自耦变压器降压、磁控降压等方式来实现。这些方法虽然可以起到一定的限流作用，但没有从根本上解决问题。随着电力电子技术的快速发展，智能型软起动器得到广泛应用。智能型软起动器(soft starter)是一种集软起动、软停车、轻载节能和多功能保护于一体的新颖电机控制装备。它不仅实现在整个起动过程中无冲击而平滑的起动电机，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、起动时间等。此外，它还具有多种对电机保护功能，这就从根本上解决了传统的降压起动设备的诸多弊端。 1、工作原理与运行特点现以allen-bradley公司smc dialog plustm系列交流电机软起动器为例来说明工作原理和运行特点: 三相交流异步电动机的起动转矩ms直接与所加电压的平方成正比，也就是说，只要降低电机接线端子上的电压就会影响这些值。(见图1) 图1 降低电机端子上的电压时启动转矩ms和启电流is的特性软起动器的工作原理是通过控制串接于电源与被控电机之间的三相反并联晶闸管的导通角使电机的端子电压从预先设定的值上升到额定电压。图2示出了smc dialog plustm系列交流电机软起动器系列软起动器控制系统框图。 1.1 软启动的主要起动方式 (1) 电压双斜坡起动:如图3所示，在起动过程中，电机的输出转矩随电压增加，在起动时提供一个初始的起动电压us, us根据负载可调，将us调到大于负载静摩擦转矩，使负载能

微机原理及应用复习资料(无编程题版)

微机原理及应用复习资料(无编程题版) 本页仅作为文档封面，使用时可以删除 This document is for reference only-rar21year.March

一．填空题 1 .MCS-51的堆栈只可设置在内部，堆栈寄存器sp是位寄存器。 2. MCS-51单片机的P0~P4都是并行I/O口，其中的P0口和P2口除了可以进行数据的输入、输出外，通常还用来构建系统的和，在P0~P4口中，为真正的双相口，为准双向口；口具有第二引脚功能。 3. CPU与内存或I/O接口相连的系统总线通常由__ ___、__ ____、_ __等三种信号组成。 4.当程序状态字PSW的RS0=1，RS1=0时，当前寄存器组选择的是第_ _组寄存器组。 5 .AT89C51单片机有_ ___个中断源，__ __级中断优先级别。 6.MCS-51单片机复位后，栈指针寄存器SP及程序计数器PC的值分别为__ __和__ 。 7.串行通信有_ _通信和通信两种通信方式。 8.51单片机指令按照空间属性分类（指令字节大小）可以分为_ 、、和类。 9.外部中断1的中断入口地址为_ __。内部有_ 个并行口,_ 口直接作输出口时，必须外接上拉电阻。 11. DAC0832芯片的转换精度是多少_ _位。 12. P2口通常用作_ _，也可以作通用的I/O口使用。 13.若由程序设定RS1、RS0=01，则工作寄存器R0～R7的直接地址。 14.8051的堆栈区一般开辟在_ _。 15.异步串行数据通讯的帧格式由位、位、位和位组成。 16. 定时器0的中断号为__ __。 17.定时器/计数器的工作方式3是指得将拆成两个独立的8位计数器。而另一个定时器/计数器此时通常只可作为使用。 18.如果51单片机的晶振为6MHz，则机器周期为。 19. MCS89C51单片机的最大寻址空间是，该空间的地址范围为，系统上电及复位的程序入口地址为。二．选择题 1. CPU主要的组成部部分为（） a）运算器、控制器 b）加法器、寄存器 c）运算器、寄存器 d）运算器、指令译码器 2. INTEL 8051 CPU是（）位的单片机 a） 16 b）4 c）8 d）准16 3. 8031复位后，PC与SP的值为（） a ）0000H，00H b） 0000H，07H c） 0003H，07H d）0800H，00H 4. 8031单片机的( )口的引脚，还具有外中断、串行通信等第二功能。 A. P0 B. P1 5. 51单片机的定时器2的中断号为（） A、 1 B、 2 C、 3 D、4

软启动电路及原理

软启动电路及原理一、软起动主电路图晶闸管降压软起动主电路如图所示，其中M是异步电动机，晶闸管KPl～KP6组成移相控制的三相交流调压电路，利用品闸管进行调压，其输出电压大小由晶闸管的导通角决定，而晶闸管的导通角又与其触发角有关。触发角越小，输出越大。因此，只需在电动机起动过程中通过控制晶闸管触发角的大小，不断改变晶闸管的导通角来改变输出电压波形，从而改变输出电压的有效值。随着输出电压的增加，电机转速不断上升。而电机定子电流的大小J下比于定子端电压，起动仞期，电机端电压较小，冲击电流电小，随着电机定子端电压的不断增加，定子电流也不断增加，最终达到额定转速，实现了电机的软起动。在每一瞬间，在三相交流调压电路中，至少要有两个器件导通，它们应处于不同的相，其中至少有一个是流向负载端，同时有另一个流向电源。在电路的正常工作状态下，6个晶闸管按照KPI、K_P2、KP3、KP4、KP5和KP6的顺序循环触发导通，而且相邻的两个晶闸管触发时刻之间相差600电角度。三相调压起动其实质是降压起动，与传统降压起动不同之处是无机械触点，起动电压和起动电流任意可调㈣。图中F为快速熔断器，RZ为压敏电阻，KP为晶闸管，另外还有并联于晶闸管两端的RC保护电路。理论上讲，本起动器可起动各种容量的三相异步电动机，针对不同的容量，软件控制思想均可不变，只要重新设计一下主电路即可，其中各元件的选择取决于被控电动机的容量。

主电路图二、软启动触发电路如图，出发电路主要有监测、移相控制、脉冲串产生电路、触发驱动电路等组成。同步信号取于电源输入端R 、S 、T ，即u i 、w V i v 、信号，三相交流电源经电阻2423987R R R R R 、与、、25R 、分压后，分别送往电压比较器U7A 、U7B 、U7C 反相输入端。三个电压比较器的同相端经29R 接在作星形连接252423R R 、、R 的公共端上,相当于接至三相交流电的中相点。各相交流电正向过零点时，对应的比较器输出低电平，驱动光电耦合器内发光二极管发光，光耦内的光电三极管导通，将低电平有效的同步信号送往单片机的P1.0、P1.1、P1.2输入端；而当交流电反相过零时，对应的比较器输出高电平送往单片机。同步波形如图所示。由于比较器为单电源供电，故在其同相端加上了由稳压管2 VZ 提供的5.1V 直流电压，建立了正常的工作点。采用

软启动器接线图及工作原理

软启动器接线图及工作原理一、CMC-L系列数码型软启动器的基本接线原理图：软起动器端子1L1、3L2、5L3接三相电源，2T1、4T2、6T3接电动机。当采用旁路接触器时，可通过内置信号继电器K2控制旁路接触器。如图：二、CMC-M系列数码智能型软启动柜器的基本接线原理图：软起动器端子1L1、3L2、5L3接三相电源，2T1、4T2、6T3接电动机。软起动器可通过参数设定选择是否检测相序。当采用旁路接触器时，可通过内置信号继电器K2控制旁路接触器。如图：

三、CMC-SX汉显智能型软启动器的基本接线原理图：软起动器端子1L1、3L2、5L3接三相电源，软起动器端子2T1、4T2、6T3接电动机。软起动器可通过参数设定选择是否检测相序。当采用旁路接触器时，可通过内置信号继电器K2控制旁路接触器。如图：

四、CT系列分级变频软启动器的基本接线原理图：软起动器端子1L1、3L2、5L3接三相电源、2T1、4T2、6T3接电动机、B1、B2、B3接旁路接触器。软起动器可通过参数设定选择是否检测相序。当采用旁路接触器时，可通过内置信号继电器K2控制旁路接触器。如图：

五、CMC-MX内置旁路软启动器基本接线原理图： 1.基本接线原理图软起动器端子1L1、3L2、5L3接三相电源， 2T1、4T2、6T3接电动机。无需外接旁路接触器，软起动器可通过参数设定选择是否检测相序。如图：

2、三角形内接连接图若用户使用三角形内接连接时，用户必须严格按照下图进行连接，否则有可能导致电机或软起损坏。

本机在启动前会对电机接线进行判断，若接线错误软起会报接线错误故障。如图：