【正文】 的 31 。這種軟起動器使得電動機起動平穩(wěn)，對電網(wǎng)沖擊小，還可以實現(xiàn)電動機軟停車、軟制動，以及電動機的過載、缺相等保護，還能實現(xiàn)電動機輕載節(jié)能運行等。這樣起動方法的缺點是定子繞組的制造比較負載。 4. 延邊三角形起動 ??Y 起動方法設(shè)備簡單、經(jīng)濟性好，但起動轉(zhuǎn)矩只有額定電壓起動時的 31 ，因此只能適用于空載或輕載起動，不適用于各種不同起動要求?，F(xiàn)在星三角磁力起動器依然應(yīng)用很普遍。因此，該起動方法只能用于空載或輕載起動。 在電網(wǎng)容量足夠大，起動電流不致引起顯著的電壓降落時，如果沒有其他特殊的起動要求，應(yīng)優(yōu)先采用直接起動。直接起動即全壓起動，通過開關(guān)或接觸器將額定電源直接加 在電動機的定子繞組上，使電動機由靜止狀態(tài)逐漸加速到穩(wěn)定運行。 (4) 起動張力增大引起輸送帶強度提高。早期帶式輸送機由于其功率小、運距短、速度低、電機與減速器之間一般采用剛性聯(lián)軸器或液力聯(lián)軸器即可滿足起動要求。但隨著礦山生產(chǎn)能力的不斷提高 ,帶式輸送機朝著大功率、長距離、大運量、高速度方向發(fā)展 ,輸 送機的起動將直接影響到該機能否正常運行。由于輸送帶成本在山東科技大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)生畢業(yè)論文用紙 第 2 頁 帶式輸送機整機費用中占 40%～ 60%,因而采取有效措施控制起動張力 ,降低輸送帶強度 ,具有很可觀的經(jīng)濟效益。這種起動方法的優(yōu)點是所需設(shè)備少，線路簡單，但起動電流大。如果直接起動引起電壓降落超過 %15 ，可采用降壓起動的方法 降壓起動 降壓起動就是降低電機端電壓的方法來限制起動電流，待起動完畢后，再切換到額定端電壓下運行。 2. 星型－三角型轉(zhuǎn)換降壓起動（ ??Y ）， ??Y 起動的方法只適用于正常運行時定子繞組接成三角形的電動機。 山東科技大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)生畢業(yè)論文用紙 第 5 頁 3. 自耦變壓器起動 這種起動方法是利用一臺降壓的自耦變壓器又稱起動補償器，使加在定子繞組上的電壓降低，待起動完畢后，再把電動機直接接到電源。延邊三角形起動方法是從 ??Y 起動方法演變而來的，不同之處僅在定子每相繞組中多一個中間抽頭。 5. 部分繞組起動 若正常運行電動機的定子每相繞組由兩條或多條并聯(lián)支路組成。 山東科技大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)生畢業(yè)論文用紙 第 7 頁 2. 電動機的軟起動 與傳統(tǒng)起動設(shè)備相比，軟起動器具有更好的起動控制性能及保護性能。為了使電動機在額定轉(zhuǎn)速時達到它的額定轉(zhuǎn)矩，在經(jīng)歷了預(yù)先設(shè)定的時間后，又從星形接線轉(zhuǎn)換到三角形接線，在轉(zhuǎn)換過程中出現(xiàn)的電流峰值反作用于供電電網(wǎng)；同樣，此時產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩沖擊使傳動單元還是落入“硬起動”的俗套。均提供了眾多的可資遴選的起動方式；其中 SIEI 公司提供的起動方式就有 10 種之多：普通負載標準起動、高起動轉(zhuǎn)矩負載、常用泵、需帶突跳起動的泵、輕型傳輸帶、重型傳輸帶、小慣量風(fēng)機、大慣量風(fēng)機、往復(fù)式壓縮機、螺旋式壓縮機。 stt －恒流起動時間 Ut圖 2 . 1 斜 坡 電 壓 起 動Isttt圖 2 . 2 恒 流 軟 起 動山東科技大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)生畢業(yè)論文用紙 第 10 頁 圖 22 表示了這種恒流軟起動方式的電流特性。 斜坡恒流軟起動方式一般適用于空載或輕載起動，也適 用于起動轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速增加而增大的負載設(shè)備，如通風(fēng)機、水泵等。 目前除了以 SCR 為主體的固態(tài)軟起動裝置 ,應(yīng)用中還有液壓耦合軟起動裝置 ,本文主要討論以晶閘管為主體的固態(tài)軟起動裝置。 但是如果對單輸入系統(tǒng)輸入變量為 )(tX ，且非零 )(tX 映射的 )(tYJ非零，則可以實現(xiàn) )(tYJ 的 )(tX 就是唯一的。 只有存在對象較大變異頻發(fā)的條件下，才需要對電流閉環(huán)無法抑制的擾動作補償，就是按照獲悉的擾動的性質(zhì)和強隊對電流給定 )(tI? 在線修正。 )(*tI 是否可用應(yīng)以仿真輸出圖形 )(tn 是否適宜為標準。 如果電動機的起動電流很大，在電網(wǎng)容量不夠大時，就會使電網(wǎng)電壓顯著下降。當然，電壓降低后，起動轉(zhuǎn)矩也隨之降低了，因此降壓起動方法只適用于對起動轉(zhuǎn)矩要求不高的場合 (如驅(qū)動風(fēng)機、離心泵等 )。 （ 3） 液力調(diào)速裝置。這樣便于研究 電 源傳 動 機 構(gòu)控 制 設(shè) 備 電 動 機 工 作 機 構(gòu)山東科技大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)生畢業(yè)論文用紙 第 18 頁 圖 2－ 5 電力拖動系統(tǒng)一般組成 作用于電力拖動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩有電動機的軸轉(zhuǎn)矩 M 和負載轉(zhuǎn)矩 LM ,設(shè)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量為 J ，角速度為 ? ，則角動量為 ?J ,根據(jù)動力學(xué)規(guī)律，可得到系統(tǒng)運動方程式的一般形式： dtdJdtdJJdtdMM L ??? ???? )( (2－ 1) 一般 J 為常量，則 dtdJMM L ??? (22) 拖動系統(tǒng)在起動過程中，描述系統(tǒng)狀態(tài)的運動方程為： dtdnJMM L ?? (2－ 3) 帶式輸送機的起 動參數(shù)選擇 對于帶式輸送機起動參數(shù)的要求，判斷某種軟起動起動是否滿足要求的主要依據(jù)是該軟起動系統(tǒng)能否保證輸送機的張力（決定了輸送帶和各機械部件的設(shè)計強度）和起動性能在給定的安全度內(nèi)。 圖中取加速時間為 T ,其中設(shè) 1321 Tttt ??? （基波振動周期），加速度曲線的計算式為： ma1t 2t 3tat圖 2 － 1 1 皮 帶 機 加 速 度 曲 線山東科技大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)生畢業(yè)論文用紙 第 28 頁 ? ?? ?? ?????????????????? ?????????????3221122 11t 1tt0 1)(tttTTTvttTvTvtta??????? （ 2－ 33） 式中： v －膠帶機的速度； ? 按上式涉及的加速度曲線可有效消除膠帶機起動時的應(yīng)力波動，使膠帶的動應(yīng)力達到最小。起動過程中轉(zhuǎn)子回路的總能量損耗 ??? stt dtrIA 0 2222 3 （ 2－ 51） 由定子穿過氣隙傳遞到轉(zhuǎn)子回路的電磁功率 0?MPs ? ,其中一部分傳到電動機軸上作為機械功率輸出，即 ?MP? ,另一部分則作為銅損消耗在轉(zhuǎn)子回路中，因此銅損功率為 sMMPPrI s 00222 )(3 ??? ????? （ 2－ 52） 轉(zhuǎn)子回路的總能耗： dtsMA stt???0 02? （ 2－ 53） 電動機定子繞組在起動過程中的 能量損耗可表示為 ??? stt dtrIA 0 1211 3 （ 2－ 54） 在起動過程中可以認為定子電流和轉(zhuǎn)子電流 2I? (折算到定子側(cè)的值 )山東科技大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)生畢業(yè)論文用紙 第 33 頁 是相等的，即 21 II ?? ,因此定子繞組損耗可表示為 ??? ???????? stst tt dtrIrrdtrIrrdtrIA 0 222212222110 21 333 1212 ArrA ???? （ 2－ 55） 則起動過程中電機總能量損耗： DL MMrrJMM MrrJArrAAA ???????????????????????????????????????? 2121212112121 1211211 ?? （ 2－ 56） 式中 DM 為加速轉(zhuǎn)矩 由前面的推導(dǎo)可以看出，影響起動能耗及起動時間的主要因素有 ： a． 電機起動能耗及起動時間均隨LMM 增大而減小 b． 起動能耗與同步角速度的平方成正比 c． 起動能耗及起動時間均與轉(zhuǎn)動慣量 J 成正比 d． 起動能耗隨轉(zhuǎn)子電阻折算值得增大而減小。如下圖所示，將三對反并聯(lián)的晶閘管分別接至 Y 形的 三相負載上就構(gòu)成一個典型的三相交流調(diào)壓電路。 山東科技大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)生畢業(yè)論文用紙 第 36 頁 山東科技大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)生畢業(yè)論文用紙 第 37 頁 山東科技大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)生畢業(yè)論文用紙 第 38 頁 圖 3－ 1 三相交流調(diào)壓電路及其輸出波形 （ a）三相調(diào)壓電路 （ b） (c) 30?? (d) 90?? 山東科技大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)生畢業(yè)論文用紙 第 39 頁 當控制角 060?? 后．例如 090?? ，分析管子導(dǎo)通狀況可知，在任何時刻只可能有兩個晶閘管管同時導(dǎo)通，其輸出相電壓的波形如圖 42d所示。這更使波形分析復(fù)雜化。 單相同步變壓器 rT 原邊是電源 a 相，副邊電壓經(jīng) RC 電路移相 030 后加到晶體三極管的基極上，每隔 060 在B 點獲得一個同步脈沖電壓。 2. 三相同步電路 山東科技大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)生畢業(yè)論文用紙 第 41 頁 三相同步電路是利用三相交流同步信號，以使各相觸發(fā)脈沖均與晶閘管陽極電壓保持嚴格的相位關(guān)系。共可記錄 8 個事件。 系統(tǒng)的故障診斷 為了檢測單片機工作是否正常，在系統(tǒng)投入工作之前可以設(shè)置檢測CPU、內(nèi)存、接口等功能是否正常工作的檢測程序。對單片機輸入輸出口功能的檢測，可采用全“ 0”及全“ 1”的代碼對各口進行讀寫操作，檢測結(jié)果是否正確。實際的控制曲線生成比較麻煩。 畢業(yè)設(shè)計是對學(xué)習(xí)期間所學(xué)理論知識的一次考驗，同時也是將理論知識與生產(chǎn)實際相結(jié)合的一次鍛煉機會。據(jù)我所知， 除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文（設(shè)計）不包含 其他個人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。 最后，在此向答辯組的全體老師們表示誠摯的謝意 !。 總之，該軟起動器裝置輔以一些仿真軟件基本能實現(xiàn)不同情況下以電流控制的軟起動過程。通過根據(jù)不同的運行情況，由理論計算應(yīng)該可以找到一條比較滿意的電流曲線，來實現(xiàn)相應(yīng)的軟起動過程。對 EPROM 程序存儲器的檢查可采用調(diào)用源程序中某一程序段，連續(xù)調(diào)用三次的辦法，若計算結(jié)果均相同，表明 EPROM 工作正常。根據(jù)計算的頻率計算六路脈沖觸發(fā)的時間間隔，根據(jù)同步信號設(shè)定高速輸出口 HSO 的命令字，促使高速輸出安一定的順序發(fā)出脈沖，軟件部分給出部分設(shè)計子程序。將電壓信號變成同頻率的方波信號，輸入單片機的高速輸入 HSI（ High Speed In）。壓控振蕩器輸出信號的頻率是交流電源頻率的 6 倍，經(jīng)六分頻后接至相位反饋輸入端，這樣鎖相環(huán)輸出信號的頻率就被“鎖定”為交流電源頻率的六倍。先找到該相晶閘管導(dǎo)電自然換相點的位置，從這點開始每隔 ?60 產(chǎn)生一個脈沖信號，從而得到三相整流電路的各個自然換相點。此時晶問管的導(dǎo)通角 ? 不僅與控制角 ? 有關(guān)，而且還與負載功率因數(shù)角有關(guān)。在圖 42a 所示電路中，要求 T T T5(或 T T T6)管的觸發(fā)信號相位差為 0120 ， T1 與T T2 和 T T3 與 T6 的觸發(fā)信號相位差均為 180176。對于帶式輸送機的軟起動系統(tǒng)，就應(yīng)該在給定的安全度范圍內(nèi)，選擇最經(jīng)濟可靠的軟起動系統(tǒng)何參數(shù)。在起動過程中轉(zhuǎn)子電流比正常工作時高出許多倍，銅損與電流的平方成正比，因此在討論起動過程的能量損耗時，主要考慮的是銅損，將鐵損忽略不計。 對于 1?? 或 2，只能用數(shù)值積分的方法計算式（ 2－ 25），對于皮帶運輸機可近似看成恒轉(zhuǎn)矩負載，所以本文只對 0?? 的負載情形討論。雖然生產(chǎn)系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)和負載特性各部相同，但是從理論分析的角度均可以把它們抽象為單一轉(zhuǎn)軸的動力學(xué)系統(tǒng)。其工作原理 :通過控制器來調(diào)節(jié)功率器件中的柵極，使進入功率器件的交流電源頻率發(fā)生變化，根據(jù)公式pfn 60?，改變頻率則改變電動機轉(zhuǎn)速，可使電機按一定設(shè)定的速度起動實現(xiàn)電 機的軟起動，該裝置山東科技大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)生畢業(yè)論文用紙 第 17 頁 起動時調(diào)速精度高，可以變速運行。在一般情況下，直接起動時起動電流引起的電壓降落，對經(jīng)常起動的電動機只要不超過 %10 ，對不經(jīng)常起動的只要不超過 %15 ，就允許采用直接起動方法，而不致影響接在同一電網(wǎng)上的其他異步電動機的正常工作。起動轉(zhuǎn)矩和起動電流是電動機起動性能中最重要的兩項指標、一般在電動機技術(shù)條件標準中都對它們規(guī)定了限值，以保證電動機的起動能力。仿真軟件的任務(wù)就是預(yù)測由給定的電流曲線 )(*tI 引起的整個軟起動過程。由于 SCR 軟起 動裝置電壓或電流閉環(huán)的響應(yīng)速度很快，又可以把電流給定 )(tI? 視同 )(tI ，電壓給定)(tU? 視同 )(tU ，只要精心構(gòu)建好 )(tI? 或 )(tU? 就可以演繹出任一種起動方式所期望的結(jié)果。 通過電流閉環(huán)實現(xiàn) SCR 多方式軟起動 控制理論認為，任何確定型多變量控制系統(tǒng)，都可以由輸入變量山東科技大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)生畢業(yè)論文用紙 第 13 頁 )(tX 到輸出變量 )(tY 的映射來描述： )]([)( tXFtY ? ，其中 )(tX 是各輸入 )(1