【正文】 ......... 1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ................................................................................................. 2 本課題研究內(nèi)容 ................................................................................................. 3 2 三相異步電動機的起動控制的研究 ....................................................................... 4 三相異步電動機的起動過程的分析 ................................................................. 4 三相異步電動機的起動方法 ............................................................................. 6 直接 起動 ........................................................................................................... 6 傳統(tǒng)減壓起動 .................................................................................................... 7 軟啟動 ..............................................................................................................10 軟起動的原理及分析 ........................................................................................ 11 晶閘管調(diào)壓原理 ................................................................................................ 11 軟起動的起動方式 ............................................................................................13 3 軟啟動器的硬件電路設(shè)計 ......................................................................................16 主要器件的介紹 ................................................................................................16 KJ004 功能介紹 .................................................................................................16 KJ041 功能介紹 .................................................................................................18 KJ042 功能介紹 .................................................................................................19 主電路的選擇 ....................................................................................................20 調(diào)壓方式的選擇 ................................................................................................20 晶閘管相控調(diào)壓原理 .........................................................................................21 主回路設(shè)計 ........................................................................................................21 主回路電路 .......................................................................................................22 晶閘管參數(shù)選擇 ................................................................................................22 晶閘管觸發(fā)電路 ..............................................................................................................23 晶閘管保護電路 ................................................................................................26 電壓檢測回路 ....................................................................................................26 同步信號檢測 ...................................................................................................27 電壓反饋回路 ...................................................................................................28 電流檢測回路 ....................................................................................................30 電流反饋回路 ...................................................................................................30 過電流保護電路 ................................................................................................31 4 基于單片機的軟起動器的設(shè)計 ..............................................................................31 單片機控制系統(tǒng)設(shè)計 ........................................................................................32 控制軟件設(shè)計 ....................................................................................................34 觸發(fā)脈沖控制的軟件設(shè)計 ................................................................................36 II 結(jié)束語 ..........................................................................................................................44 參考文獻 ......................................................................................................................45 致 謝 ..........................................................................................................................46 I 三 相異步電動機軟啟動器的設(shè)計 摘 要 三相 異步電動機因具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、運行可靠、價格低廉等優(yōu)點，而 廣泛應(yīng)用 在工 業(yè)、 農(nóng)業(yè)、交通運輸 業(yè) 、國防工業(yè)以及其他各行各業(yè)中。 本文首先闡述了軟起動器晶閘管調(diào)壓電路 (即主電路 )的工作原理，主要是 基于晶閘管的三相異步電動機軟啟動器主電路設(shè) 計和 觸發(fā)電路設(shè)計。在滿足異步電動機起動轉(zhuǎn)矩要求及降低起動電流的前提下，使電機能夠平穩(wěn)可靠起動。 但是 ， 由于其固有的啟動性能較差 ，直接起動又容易造成對周圍電網(wǎng)的 影響。電動機起動時刻出現(xiàn)的起動電流一般高出額定電流 3～ 7 倍， 特殊情況下可達(dá)到 10 倍以上， 這樣大的起動電流不僅加重了進線供電電網(wǎng)以及接在電動機前面的開關(guān)電器的負(fù)荷，而且對電網(wǎng)及其負(fù)載造成干擾， 特別是當(dāng)電動機容量較大時 ， 沖擊電流會對電網(wǎng)及其負(fù)載造成干擾 ，嚴(yán)重時，甚至危害電網(wǎng)的安全運行 [1]。所以，這種 “ 硬起動 ” 不僅會縮短傳動單元和做功機械設(shè)備的使用壽命，而且過高的起動電流還會引起供電電網(wǎng)的電壓驟然跌落，致使那些對電壓敏感的用電設(shè)備產(chǎn)生負(fù)面影響。采用這些傳統(tǒng)起動方式起動時降低了加在定子繞組的電壓，起到了一定的限流作用，但仍存在著 很多 問題 ，例如 靠接觸器切換電壓 來 達(dá)到降壓的目的，所以無法從根本上解決起動瞬時電流尖峰的沖擊；起動轉(zhuǎn)矩不可調(diào)，存在二次沖擊電流 ； 對負(fù)載產(chǎn)生沖擊轉(zhuǎn)矩，當(dāng)電網(wǎng)電壓下降時，可能造成電動機堵轉(zhuǎn)； 容 易造成接觸器觸點的拉弧損壞 。晶閘管軟啟動器是一種集軟啟動 、 軟停車 、 輕載節(jié)能和多功能保護于一體的新穎電機控制裝備。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 我國軟起動技術(shù)起步于 上世紀(jì) 80 年代 早 期，目前生產(chǎn)電機啟動器的廠家很多，先后也推出了 多 種品牌的軟起動器。 目前市場上生產(chǎn)的軟啟動器主要以機械式和三相反并聯(lián)晶閘管方式為主。 要突破傳統(tǒng)的啟動方式，是離不開電力電子技術(shù)和微機控制技術(shù)的發(fā)展的。 XX 大學(xué) XX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 目前在國外 ，發(fā)達(dá)國家的電動機軟起動產(chǎn)品主要是固態(tài)軟起動裝置 ——晶閘管軟起動和兼作軟起動的 變頻器。晶閘管軟起動裝置是發(fā)達(dá)國家軟起動的主流產(chǎn)品，各知名電氣公司均有自己晶閘管軟起動的品牌，在其功能上又各具特色。 本課題研究內(nèi)容 軟啟動器本質(zhì)上是一種直流調(diào)壓裝置，用來實現(xiàn)軟啟動、軟停車、實時監(jiān)測以及各種保護功能。 結(jié)合各方面的因素及實際情況，本課題研究的內(nèi) 容主要有： (1)研究三相調(diào)壓軟起動的基本原理，對三相 異步 電動機的起動電流和起動轉(zhuǎn)矩進行分析，對軟起動控制策略進行研究。 (4)用 PROTEL 繪制系統(tǒng)的原理圖。 三相 異步電動機的起動過程的分析 為了研究 三相 異步電動機的起動時的電壓、電流、轉(zhuǎn)矩等變量的關(guān)系，進而分析異步電機起動時的電流、起動轉(zhuǎn)矩和所外加電壓的關(guān)系，就要研究電機的數(shù)學(xué)模型。 rm代表與定子鐵心損耗所對應(yīng)的勵磁電阻， xm代表與主磁通相對應(yīng)的鐵心磁路的勵磁電抗。 39。( ) 1 ( 39。 c os 39。由式 (27)和式 (28)可得： 2 2120139。( ) ( 39。emrUpmTf rr x xs?? ????? ? ????????? (211) 剛 起 動時，轉(zhuǎn)子 n=0，轉(zhuǎn)差率 s=1， 此 時啟動轉(zhuǎn)矩為： ? ? ? ?21 1 2221 1 2 1 239。39。因為在供電變壓器的容量 比 較小 的情況下 ，過大的起動電流將造成較大的線路壓降，從而影響接在同一電網(wǎng)上的其它電氣設(shè)備的正常 運行 。 直接 起動 直接起動，也叫全壓起動。 直接起動的起動線路是最簡單的，如圖 22 所示。 一般 情況下 ，異步電動機的功率 小 于 7． 5kW 時允許直接起動。減壓起動雖然可以減小起動電流，但是 同時 起動轉(zhuǎn)矩也會 減小。但考慮到起動轉(zhuǎn)矩與 定子繞組電壓的平方成正比，起動轉(zhuǎn)矩會降低的XX 大學(xué) XX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 更多。當(dāng)電機起動完成時 KM 吸合，短