【正文】 況下，大中型異步電動機(jī)的軟起動作為一個重要的課題被提出來。(5) 直接全壓起動還會在高壓開關(guān)關(guān)合時產(chǎn)生陡度很大的操作過電壓，使定子繞組上電壓分布不均勻，對其絕緣造成極大的傷害。直接起動時電機(jī)速度上升很快，潤滑油往往不能及時到位，會引起軸承干磨，降低其使用壽命。(2) 電動機(jī)直接全壓起動時的大電流在電機(jī)定子線圈和轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生很大的沖擊力，會破壞繞組絕緣和造成鼠籠條斷裂，引起電機(jī)故障，大電流還會產(chǎn)生大量的焦耳熱，損傷繞組絕緣， 減少電機(jī)壽命。顯然，即使是偶爾出現(xiàn)一次，也是不允許的。電動機(jī)起動時，起動電流的大小為： IST = 由上式可見，降低起動電流有三種方法：；；。電動機(jī)較大的起動電流引起電壓下降，對電動機(jī)本身有著不良影響，因電壓太低會使電動機(jī)起動轉(zhuǎn)矩下降很多，當(dāng)負(fù)載較重時，電動機(jī)可能不能起動。配電變壓器的容量是按其供電的負(fù)載總?cè)萘吭O(shè)置的，正常運(yùn)行條件下，變壓器由于電流不超過額定電流，其輸出電壓比較穩(wěn)定，電壓變化率在允許的范圍之內(nèi)。 異步電動機(jī)全壓直接起動的危害從三相異步電動機(jī)固有機(jī)械特性的分析中知道，如果在額定電壓直接起動三相異步電動機(jī)，由于最初起動瞬間主磁通約減少到額定值的一半，功率因數(shù)又很低，造成了起動電流相當(dāng)大而起動轉(zhuǎn)矩并不大的結(jié)果。 結(jié)論：轉(zhuǎn)子繞組的磁勢與定子繞組的磁勢轉(zhuǎn)速相同，在空間相對靜止。 轉(zhuǎn)子繞組中的電流 o 轉(zhuǎn)子繞組短路，轉(zhuǎn)子電壓為0，感應(yīng)電勢全部加在轉(zhuǎn)子阻抗上 o 轉(zhuǎn)子回路方程： o 轉(zhuǎn)子電流：， 四、異步電動機(jī)的磁勢平衡定子繞組的磁勢 o 漏抗公式：。 注意轉(zhuǎn)子不動時（s=1)時的感應(yīng)電勢與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)是感應(yīng)電勢的關(guān)系。 對繞線式異步電機(jī)，轉(zhuǎn)子繞組每相串聯(lián)匝數(shù)，相數(shù)計(jì)算方法同定子繞組的計(jì)算。 o 轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢的有效值 167。 轉(zhuǎn)子以轉(zhuǎn)速n旋轉(zhuǎn) 167。 電阻壓降： 制動運(yùn)行時，電磁轉(zhuǎn)矩方向與轉(zhuǎn)速方向相反，即n1與n反向，s1 發(fā)電運(yùn)行時，n高于同步轉(zhuǎn)速n1,s0. 根據(jù)轉(zhuǎn)差率可以區(qū)分異步電動機(jī)運(yùn)行狀態(tài) 三、電勢平衡方程式定子繞組電勢平衡方程式定子繞組接到交流電源上，與電源電壓相平衡的電勢（壓降）包括： 主電勢（感應(yīng)電勢）： 定子繞組通入三相對稱交流電流時，將會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的主磁通，同時被定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組切割，并在其中產(chǎn)生感應(yīng)電勢。 旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速用n1表示，稱為同步轉(zhuǎn)速；轉(zhuǎn)子的實(shí)際轉(zhuǎn)速用n表示，轉(zhuǎn)差Δn=n1n。電磁力作用在轉(zhuǎn)子上將產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，并驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。此外，本文針對目前在變頻器輸出切換問題上存在的情況，試圖從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)實(shí)用的角度出發(fā)，對變頻器的同步切換問題進(jìn)行了分析和探討。湖南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文電動機(jī)智能軟起動控制系統(tǒng)的研究與畢業(yè)設(shè)計(jì)目 錄摘 要 ⅠAbstract Ⅱ第1章 異步電動機(jī)及其起動方式 1 1 4 6 7 7 9 9 9 9第2章 可編程序控制器及其特殊功能模塊 13 13 13 15 15 17 18 18 20 20第3章 PID控制及其調(diào)節(jié)規(guī)律 PID控制 21 PID控制的概念 21 PID控制的特點(diǎn) 21 PID控制器 22 23 數(shù)字PID控制器的設(shè)計(jì) 23 PLC的PID模塊分析研究 23 PID控制器設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn) 25 26第4章 系統(tǒng)原理及方案設(shè)計(jì) 基于PLC的大中型軟起動控制系統(tǒng) 27 系統(tǒng)的基本工作原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 27 28 28 29 硬件設(shè)計(jì) 30 軟件編程 31 32 32 33第5章 大中型異步電動機(jī)變頻—工頻同步切換研究 35 36(軟切換) 38 38 39 40結(jié)束語 41參考文獻(xiàn) 42致謝 44附錄A 基于PLC的磁控式軟起動器的主程序 45附錄B 基于單臺軟起動器對多臺電動機(jī)實(shí)現(xiàn)軟起動的主程序 47附錄C PID運(yùn)算主程序 54湖南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文電動機(jī)智能軟起動控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)摘 要： 本文闡述了PLC技術(shù)在大中型異步電動機(jī)軟起動自動控制中的應(yīng)用及其優(yōu)越性，并給出了具體的實(shí)施辦法。關(guān)鍵詞： 可編程序控制器（PLC）； 電動機(jī) ； 軟起動； 變頻器； 同步切換An electric motor is soft to startthe research and the design of control the systemAbstract: This text introduced an electric motor of big and mediumsized difference soft the concept and the movement principles that start, elaborated the programmable preface controller( PLC) technique in an electric motor of big and mediumsized difference softly start automatic control of application and its superiority, and give concrete implement the PLC namely to turn in an electrical engineering of cage by establish the electric voltage in the sub back track regulate type can the electric leakage, A/ D, the D/ A conversion mold piece, the electric power electronics equip, the PID regulates etc. to constitute together a set of to start the system to carry out the control to carry on soft start, thus attain the purpose of protect the electric principle namely the electrical engineering start because of establishing the adjustable electricity, starting the electric current to regulate to equip to regulate the control electric voltage of the adjustable electricity anti through a PLC in the process, the electricity anti that make lets up to zeroth gradually, electrical engineering from start the appearance steady transfer the normal movement appearance to retreat the adjustable electricity bypass again a movement, the electrical engineering starts the process to addition, this text aim at currently existent circumstance in changing the frequency machine to output to cut over the problem, try from the technique and economies the practical angle set out, cutting over the problem to carry on the analysis and studies towards changing the frequency machine synchronously.Keyword: The programmable preface controller(PLC) ； Motor； Softstarting； Changing frequency machine ； Inverter Output switching I湖南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第1章 異步電動機(jī)及其起動方式一、異步電動機(jī)是如何轉(zhuǎn)動起來的異步電動機(jī)定子上有三相對稱的交流繞組，三相對稱交流繞組通入三相對稱交流電流時，將在電機(jī)氣隙空間產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場； 轉(zhuǎn)子繞組的導(dǎo)體處于旋轉(zhuǎn)磁場中；轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割磁力線，并產(chǎn)生感應(yīng)電勢，判斷感應(yīng)電勢方向。根據(jù)以上電磁感應(yīng)原理，異步電動機(jī)也叫感應(yīng)電動機(jī)[3]。 轉(zhuǎn)差率： 轉(zhuǎn)差率是異步電動機(jī)的一個基本變量，在分析異步電動機(jī)運(yùn)行時有著重要的地位。定子繞組感應(yīng)電勢的有效值： 定子電勢平衡方程式： 轉(zhuǎn)子繞組的電勢及電流 轉(zhuǎn)子繞組導(dǎo)體切割主磁通的相對轉(zhuǎn)速為(n1n)=sn1 o 轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電勢的頻率： 167。 公式： 167。 167。 漏抗也與轉(zhuǎn)差率正比。 大?。ㄓ行е担? 磁勢平衡方程式 空載運(yùn)行時，激磁磁勢全部由定子磁勢提供，即：= 以普通鼠籠式三相異步電動機(jī)為例，起動電流：IS=KIIN=（47）IN，起動轉(zhuǎn)矩：TS=KTTN=（）TN。三相異步電動機(jī)起動時，變壓器提供較大的起動電流，會使變壓器輸出電壓下降。通常電動機(jī)起動過程時間很短，短時間過大的電流，從發(fā)熱角度來看，電動機(jī)本身是可以承受的。從上面分析看出，不同的電源和不同的負(fù)載情況，對電動機(jī)起動的要求不一樣的。從上邊分析看出，變壓器額定容量相對電動機(jī)講不足夠大時，三相異步電動機(jī)不允許直接起動。(3) 電動機(jī)直接全壓起動時的起動轉(zhuǎn)矩約為額定轉(zhuǎn)矩的2倍，對于齒輪傳動設(shè)備來說，很大的沖擊力會使齒輪磨損加快甚至破碎；對于皮帶傳動設(shè)備來說，加大了皮帶磨損甚至拉斷皮帶。(4) 電動機(jī)在起動時，會產(chǎn)生短時間的諧波電流，使電網(wǎng)的諧波大量增加。許多電機(jī)的自身故障都是由于絕緣受到傷害而引起的。 異步電動機(jī)常用的起動方式目前國內(nèi)大型電動機(jī)的起動方法有定子回路串電抗器、自耦變壓器、水電阻等減壓起動方式，（但起動電流仍然很大(一般是額定3到5倍)對電機(jī)仍然有較大的沖擊，而且會引起電網(wǎng)電壓急劇下降。目前的軟啟動器有以下五種起動方式（圖12）：圖12 軟起動器的五種起動方式限流起動顧名思義是限制電動機(jī)的起動電流，它主要是用在輕載起動的負(fù)載降低起動壓降，在起動時難以知道起動壓降，不能充分利用壓降空間，損失起動力矩，對電動機(jī)不利。轉(zhuǎn)矩加突跳控制起動與轉(zhuǎn)矩控制起動相仿也是用在重載起動，不同的是在起動的瞬間用突跳轉(zhuǎn)矩克服電機(jī)靜轉(zhuǎn)矩，然后轉(zhuǎn)矩平滑上升，縮短起動時間。 （2）起動電壓上升斜率可調(diào)，保證了起動電壓的平滑性，起動電壓可依據(jù)不同的負(fù)載在30%～70%Ue(Ue為額定電壓)范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。目前，高壓電動機(jī)的起動方式種類繁多，主要有：高壓電抗器起動、高壓變壓器起動、高壓固態(tài)軟起動、高壓液態(tài)軟起動、電動機(jī)電動機(jī)組起動等方法。高壓變頻器隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體電力電子器件在高壓領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛、技術(shù)日趨成熟。其主要優(yōu)點(diǎn)如下：采用VVVF控制方式，通常采取SPWM觸發(fā)模式，可實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)或變轉(zhuǎn)矩起動，幾乎涵蓋各種類型負(fù)載的起動。而且最容易實(shí)現(xiàn)工況適宜性調(diào)整。但是，用變頻器起動電動機(jī)并非十全十美，它也存在不足之處：1）、高次諧波污染問題高壓變頻器結(jié)構(gòu)上使用大功率半導(dǎo)體電力電子器件（如SCR，GTO，IGBT，ICBT等），采用三相橋式整流電路。當(dāng)然，采用6倍脈沖整流電路（如18脈沖，24脈沖），則諧波電流大大降低，但電路結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，一般采用較少。而且輸出高次諧波引起電機(jī)的過熱，使電機(jī)不能滿出力運(yùn)行。4）、 一次投資與收益一般地，高壓變頻器用于電動機(jī)的調(diào)速控制，具有很高的優(yōu)越性（如調(diào)速性能、降流節(jié)能等），其一次投資具有明顯的收益。磁控式電機(jī)軟起動裝置磁控式電機(jī)軟起動裝置是近年來開始在工業(yè)上逐漸認(rèn)可的一種大型電機(jī)軟起動裝置 它投資較小，起動效果好 它的基本工作原理是將電壓調(diào)節(jié)式可漏電抗串聯(lián)在籠型電機(jī)的轉(zhuǎn)子回路中，電機(jī)起動前可調(diào)電抗值為最大值。高壓熱變電阻起動器（一）工作原理：在電機(jī)定子回路串接液體電阻達(dá)到降壓起動的目的。起動初始時刻，電液阻值受溫度的影響而變化，不同季節(jié)的溫度變化及連續(xù)起動情況下每次電液初始溫度的不同，均導(dǎo)致起動初始時刻阻值的不同。在實(shí)際應(yīng)用中，由于電機(jī)參數(shù)、工況、負(fù)載等參數(shù)與計(jì)算有一定偏差或需要調(diào)整時，這就需對阻值進(jìn)行調(diào)整和在起動過程中對阻值變化進(jìn)行靈活控制。對電網(wǎng)的電流沖擊及對傳動機(jī)構(gòu)的機(jī)械沖擊熱變電阻的液阻值完全是按溫度的反比例關(guān)系來變化的，電液的溫度既不可能無限大，電液阻值就不可能為0。起動性能差，因?yàn)闊嶙冸娮柰耆繙囟日{(diào)節(jié)阻值，溫度是人為無法控制的，二次起動時與第一次起動相比其溫度發(fā)生很大變化，起動特性隨之發(fā)生變化，起動電流、起動時間也相應(yīng)出現(xiàn)偏差。由于上述因素，熱變電阻軟起動在實(shí)際應(yīng)用中存在很多限制，需滿足以下條件：①非常精確的計(jì)算；②非常準(zhǔn)確的電機(jī)負(fù)載和電網(wǎng)參數(shù)；③嚴(yán)格檢測的耐高壓箱體；④工況參數(shù)不能發(fā)生大的變化和調(diào)整；⑤連續(xù)起動的次數(shù)要求低；⑥起動時間不能過長。1985年1月，國際電工委員會（IEC）的可編程序控制器標(biāo)準(zhǔn)草案