三相异步电动机软起动装置设计.doc

三相异步电动机软起动装置的设计 　　【摘要】本文首先概述了软启动器，阐述了三相异步电动机软启动的特点，对三相异步电动机软起动装置的设计进行了论述分析。 　　【关键词】三相异步电动机；软启动器；特点；设计 　　伴随着交流电动机的出现，尤其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立刻得到了极广泛的应用。 　　一、软启动器的概述 　　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置。它具有多种对电机保护功能，例如有短路、过载、电压断相、电流断相、漏电闭锁等保护功能，这就从根本上解决了传统的降压起动设备的诸多弊端。这也就是意味着三相异步电动机可以实现平稳启动，而且机械和电应力将会降至最小，因此软启动器在市场上得到广泛应用。 　　伴随着传动控制对自动化要求的不断提高，采用可控硅为主要器件和单片机为主要控制核心的智能型电动机起动装置―软启动器，已在各行各业得到广泛的应用。由于软启动器性能优良、体积小、重量轻，并且具有智能控制及多种保护功能，另外，各项启动参数还可根据不同负载进行调整。因此电子式软起动器将逐步取代落后的Y/Δ、自耦减压和磁控式等传统的减压起动设备必将成为必然。 　　二、三相异步电动机软启动的特点 　　交流电动机的启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。如不采用任何启动装置的情况下，直接加额定电压到定子绕组启动电动机时，电机的启动电流可达额定电流的3～8倍，其转速迅速由零上升到额定转速。同时三相交流电动机启动时的转矩冲击是额定转矩的两倍以上，启动时过高的电流不仅会造成严重的电网冲击，降低电网电能质量，过大的转矩冲击又将造成机械应力冲击，影响电动机的可靠性和使用寿命。因此，通常总是力求在较小的启动电流下得到足够大的启动转矩，为此就要选择合适的启动方法。在选择启动方法时可根据实际情况决定。 　　三相异步电机主要用作电动机、拖动机、泵、压缩机、中小型轧钢设备等机械的驱动装置，在现在家电生活中，单相异步电动机也随处可见。异步电动机运行应用电磁感应的原理，所以异步电机也叫感应电机。 　　从三相异步电动机固有机械特性分析中知道，异步电机不需要换向，当不频繁启动时，短时大电流问题不大，频繁启动的异步电机，频繁出现短时大电流，会造成电动机发热厉害。因此，如果只考虑电机本身，是可以直接启动的。 　　三、设计理论与控制方案 　　为了研究异步电动机的起动时的电压、电流、转矩等变量的关系，进而分析异步电机起动时的电流、起动转矩和所外加电压的关系。就要研究电机的数学模型采用集中参数等效电路的数学模型时首先需作一些假定，根据电机学知识，可得：（1）忽略空间和时间谐波.（2）忽略磁饱和.（3）忽略铁损. 　　电动机软起动是一种连续无级渐渐升压限流起动方式，主要思想是通过软件控制，使电动机在起动时，定子电压由某一个初始值逐渐上升至全电压，并在电压上升过程中，限制起动电流的增加，以实现小电流起动，大电流工作。即软起动是以软件控制代替常规继电器线路控制来满足电动机平稳升压起动。 　　软起动器常采用的是三相交流调压电路，在电源和异步电动机之间接入反并联晶闸管调压电路。晶闸管的控制方式一般采用相位控制，即使晶闸管在电源电压每一周期中，在选定的时刻将负载与电源接通，改变选定的时刻可达到调压。 　　设计系统时把三对反并联晶闸管分别串接在电动机的三相定子线圈上，晶闸管的编号为：VTI、VT4构成一对接到电源A相，VT2、VT5构成一对接到电源B相，VT3、VT6构成另一对接到电源C相。通过触发电路的输出改变晶闸管控制角的大小，从而来控制晶闸管的导通，使电动机的端电压缓慢平稳上升。六只晶闸管门极触发的相序是VTI、VT3、VT5触发相位依次滞后 120度；vT4、vT6、VT2之间触发相位也依次滞后120度，并且又分别滞后于VTI、VT3、VT5各180度。在任何时刻都必须有两个晶闸管导通，才能形成导电回路，其中一个晶闸管是正向的，另一个晶闸管是反向的。为了保证两组各有一晶闸管导电，必须对两组中应导通的一对晶闸管同时给触发脉冲。所以在触发某一号晶闸管的同时给前一号晶闸管补发一个脉冲。例如当要求VTI导通时，除了给VTI发触发脉冲外，还要同时给VT6发一触发脉冲。欲触发VT2时，必须给VTI同时发一触发脉冲等。 　　软启动器启动方式.以不同的参量作为控制目标，可以得到多种起动方式，进而影响电机不同的起动性能。电子软起动器以灵活多变的控制方式应用极为广泛，它一般有以下几种起动方式：斜坡电压启动、限电流启动、转矩控制启动。 　　四、系统硬件设计 　　设计过程中，根据硬件电路图，把系统