【正文】 tX 、 )(2tX ， … )(tXm 的向量表示； )(tY 是各輸出 )(1tY 、 )(2tY ， … )(tYm的向量表示； [*]F 表示映射關(guān)系， )(tX 是“象源“， )(tY 是”象“。 tIsmI1stt 2stt圖 2 . 4 脈 沖 恒 流 軟 起 動(dòng)山東科技大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)生畢業(yè)論文用紙 第 12 頁 軟起動(dòng)的控制 對(duì)一個(gè)好的軟起動(dòng)過程：應(yīng)該是對(duì)電網(wǎng)影響（包括諧波公害）小的；起動(dòng)耗時(shí)短的；沖擊電流量小的；機(jī)械沖擊力小的；噪聲小的；電動(dòng)機(jī)溫升小的過程；對(duì)于不同的用戶其 對(duì)每一指標(biāo)的側(cè)重點(diǎn)不同，所以產(chǎn)生廠家為一產(chǎn)品會(huì)配置如此多的起動(dòng)方式，以滿足不同的用戶需求，以達(dá)到占有市場(chǎng)的目的。起動(dòng)電流上升變化率和恒流值都可以任意設(shè)定，恒流值 smI 大小決定起動(dòng)時(shí)間的長(zhǎng)短。 2. 恒電流起動(dòng) 目前的軟起動(dòng)器大都以起動(dòng)電流為控制對(duì)象進(jìn)行軟起動(dòng)的。典型產(chǎn)品有雷諾爾公司的軟起動(dòng)器，提供起動(dòng)方式有：限流起動(dòng)、斜坡電壓起動(dòng)、轉(zhuǎn)矩加突跳控制起動(dòng)、轉(zhuǎn)矩控 制、電壓控制 5 種。為了降低這種高倍的起動(dòng) 電流，迄今為止使用得最普遍的是星三角磁力起動(dòng)器。 隨著電力電子技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，一 種稱為軟起動(dòng)器 (或固態(tài)軟起動(dòng)器 )的新型起動(dòng)設(shè)備正在工業(yè)中推廣應(yīng)用。采用不同的抽頭比例，即可適應(yīng)不同的起動(dòng)要求。使用時(shí)可根據(jù)起動(dòng)電流和所需要的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩來選擇，這種起動(dòng)方法的 缺點(diǎn)是增加了設(shè)備費(fèi)用。 ??Y 起動(dòng)設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，故 Y 系列中 KW4 以上的電動(dòng)機(jī)，定子繞組都按 ? 接法設(shè)計(jì)，以便采用 ??Y 起動(dòng)。如果起動(dòng)時(shí)電機(jī)端電壓降到額定電壓的 k1 倍，則起動(dòng)電流降到額定電壓時(shí)起動(dòng)電流的 k1 倍，但起動(dòng)轉(zhuǎn)矩降到原來的21k倍。因?yàn)?，按?guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB75565 規(guī)定，異步電動(dòng)機(jī)的過載能力 ?Mk ，這樣，當(dāng)供電電源電壓降低 %15 時(shí)，接在同一電源上的其它異步電動(dòng)機(jī)的最大電磁轉(zhuǎn)矩變?yōu)镹Ne MMM 2m a x ???? ,此時(shí)尚能在額定轉(zhuǎn)矩的負(fù)載下運(yùn)行。 直接起動(dòng) 在電力拖動(dòng)中使用最廣泛的電動(dòng)機(jī)時(shí)三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，小容量的鼠籠異步電動(dòng)機(jī)一般都可以直接起動(dòng)。 (3) 由于大功率、高帶速的直接起動(dòng) ,使輸送帶的動(dòng)張力增加了好幾倍 ,對(duì)輸送機(jī)的元部件產(chǎn)生較大的沖擊 ,影響了各元部件、膠帶及整機(jī)的穩(wěn)定性及使用壽命。帶式輸送機(jī)作為輸送散料的最可靠、最經(jīng)濟(jì)的設(shè)備 ,已成為我國(guó)礦山的主要運(yùn)輸設(shè)備之一。 主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： (1) 帶式輸送機(jī)滿載起動(dòng)是不可避免的。 (5) 由于大功率多電機(jī)同時(shí)起動(dòng) ,對(duì)電網(wǎng)的電流及電壓都會(huì)產(chǎn)生較大的影響。這是由于當(dāng)電動(dòng)機(jī)剛投入電網(wǎng)，轉(zhuǎn)子尚未開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流就是短路電流，而限制短路電流的短路阻抗 stZ 的數(shù)值一般很小，因此起動(dòng)電流較大。由于異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與端電壓平方成正比，因此，降壓起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也隨之減小。起動(dòng)時(shí)定子繞組接成星形，起動(dòng)完畢后再換成三角形。 設(shè)電動(dòng)機(jī)在額定電壓 NU 下，直接起動(dòng)時(shí)的起動(dòng)電流為 stNI ，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為 stNM 。電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)山東科技大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)生畢業(yè)論文用紙 第 6 頁 定子繞組接成三角形。起動(dòng)時(shí)，僅將各相繞組中的一條支路接入 電源。隨著它的推廣和應(yīng)用，軟起動(dòng)器將很快成為替代傳統(tǒng)起動(dòng)設(shè)備的產(chǎn)品。 近年來，隨著電子技術(shù)與控制技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，人們終于在 20山東科技大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)生畢業(yè)論文用紙 第 8 頁 世紀(jì) 90 年代初找到了令人滿意的起動(dòng)特性，電子式軟起動(dòng)器就此應(yīng)運(yùn)而生，它的問世立即受到廣大用戶的重視與青睞。 在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過程中通過控制電路控制晶閘管導(dǎo)通角的大小，使電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流根據(jù)工作要求所設(shè)定的規(guī)律進(jìn)行變化 ,這樣，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流大小、起動(dòng)方式均可任意調(diào) 整與選擇，使電動(dòng)機(jī)處于最佳起動(dòng)過程，同時(shí)還可以減少起動(dòng)功率損耗。 設(shè)定的電流限定值 Ism 大，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，起動(dòng)時(shí)間短； Ism 小，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩就小，起動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)。 tIsmI1stt 2stt圖 2 . 3 斜 坡 恒 流 軟 起 動(dòng)山東科技大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)生畢業(yè)論文用紙 第 11 頁 4. 脈沖恒流軟起動(dòng) 這種起動(dòng)方式在起動(dòng)初始階段有一個(gè)較大的起動(dòng)沖擊電流，該電流值大于設(shè)定的恒流值 smI ，從而能產(chǎn)生較大的起動(dòng)沖擊轉(zhuǎn)矩去克服較大的靜摩擦阻轉(zhuǎn)矩，使設(shè)備能夠起動(dòng)；然后進(jìn)入恒流起動(dòng)階段，直至起動(dòng)結(jié)束。從晶閘管的觸發(fā)角控制出發(fā)，前人對(duì)于這種固態(tài)軟起動(dòng)器的裝置做了許多改進(jìn)和提供，如以基于 FPGA 技術(shù)對(duì)觸發(fā)電路的設(shè)計(jì)，提高觸發(fā)脈沖控制的可靠性，用 IGBT 等大功率可關(guān)斷控制器件替代晶 閘管，都取得了一定的成果，但一定程度使硬件設(shè)計(jì)變得復(fù)雜，成本提高。這是 1－ 1 對(duì)應(yīng)的映射系統(tǒng)。 所以對(duì)于 SCR 軟起動(dòng)裝置只要構(gòu)建一恰當(dāng)?shù)?)(0tI? ，然后建立一個(gè)好的軟起動(dòng)過程評(píng)價(jià)體系，不斷改進(jìn) )(tI? ，實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)裝置的真正智能化。 離線辨識(shí)，讓 SCR 軟起動(dòng)裝置對(duì)象系統(tǒng)按任意方式作一次軟起動(dòng)，山東科技大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)生畢業(yè)論文用紙 第 15 頁 在這一過程中，采集電流 )(tI 、電壓 )(tU ，電網(wǎng)電壓、電機(jī)功率因數(shù)等，結(jié)合某些已知數(shù)據(jù)和先驗(yàn)猜測(cè)，通過不斷改進(jìn)吻合程 度的方法獲取對(duì)象的數(shù)學(xué)模型。這會(huì)帶來兩方面的危害：一是使電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩減小，不利于起動(dòng)；二是會(huì)影響接在同一電網(wǎng)上的其他電動(dòng)機(jī)和電氣設(shè)備的正常工作。如果既要求起動(dòng)電流小、同時(shí)又要求起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，那么就需要采用起動(dòng)性能好的異步電動(dòng)機(jī)，如深榴式、雙鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，或繞線式異步電動(dòng)機(jī)。液力調(diào)速裝置主要由液力耦合器、電動(dòng)執(zhí)行器，稀油潤(rùn)滑裝置與油箱等組成。 在起動(dòng)時(shí) ，最大張力不大于輸送帶許用動(dòng)張力，對(duì)鋼繩芯膠帶D2N22101 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定動(dòng)安全系數(shù) ?AS 起動(dòng)中 ，又為了保證輸送機(jī)平穩(wěn)，避免發(fā)生共振等動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象，輸送機(jī)的起動(dòng)時(shí)間應(yīng)大于下分支輸送機(jī)帶縱向應(yīng)力波由機(jī)頭傳到機(jī)尾的時(shí)間 15CLtA? , (2－ 4) 1C －輸送機(jī)帶縱向應(yīng)力波的傳遞速度 L －輸送機(jī)的帶長(zhǎng) 山東科技大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)生畢業(yè)論文用紙 第 19 頁 1． 帶式輸送機(jī)軟起動(dòng)參數(shù)的計(jì)算 輸送帶許用最大加速力 根據(jù) DIN22101 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，輸送帶許用的最大起動(dòng)張力為： ANA S BKT ?max1 (2－ 5) 式中 NK －帶強(qiáng)， B －帶寬， AS －動(dòng)安全系數(shù) 因此輸送帶許用的最大加速度力為： uANuAu a ma s FTS BKFTTF ?????? 11m a x1 )( (2－ 6) 式中 1T －滿載起動(dòng)時(shí)的張力， uF －滿載運(yùn)行阻力 傳動(dòng)系統(tǒng)最大有效驅(qū)動(dòng)圓周力 uppNT AuA FmZmmZmnD ZiPKFr???????? ???? 129555 ? (2－ 7) P －電機(jī)功率； AK ＝起動(dòng)系數(shù)，NstA MMK ? ； i －傳動(dòng)系數(shù)比； rTD－傳動(dòng)滾筒直徑； Nn －電機(jī)額定速度； pm －單個(gè)傳動(dòng)單元折算到傳動(dòng)滾筒外圓的等效直線運(yùn)動(dòng)質(zhì)量 m －滿載輸送機(jī)等效總質(zhì)量 山東科技大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)生畢業(yè)論文用紙 第 20 頁 由起動(dòng)中作用到輸送帶上的最大起動(dòng)力不超過許用值，即maxuauA FF ? ，因此傳動(dòng)系統(tǒng)在任何時(shí)刻的最大起動(dòng)系數(shù)滿足 ： ???????? ?????????????????? ????mZmZPinDmZmFTS BKKpNTpuANAr129 5 5 511m a x? (2－ 8) 最小的起動(dòng)系數(shù)滿足要提供足夠的起動(dòng)力矩（最小起動(dòng)力矩）克服輸送機(jī)的靜止力矩，并使輸送帶和載荷在給定的起動(dòng)時(shí)間內(nèi)加速到額定帶速，因此傳動(dòng)系統(tǒng)最小起動(dòng)系數(shù)應(yīng)滿足： ZPi nDFK NTuA r????? in (2－ 9) 傳動(dòng)系統(tǒng)平均起動(dòng)系數(shù) AmK 傳動(dòng)系統(tǒng)平均起動(dòng)系數(shù) AmK 決定了輸送機(jī)的起動(dòng)時(shí)間，為了保證輸送機(jī)起動(dòng)平穩(wěn)，避免發(fā)生 潛在地動(dòng)力學(xué)問題，輸送機(jī)的滿載起動(dòng)時(shí)間應(yīng)滿足下列兩個(gè)公式， At 應(yīng)根據(jù)計(jì)算取大值。 電機(jī)轉(zhuǎn)速的加速度曲線響應(yīng)如下： ??????????????? ?????TTTTTtta??????????1111)(11221 （ 2－ 34） 第一階段電機(jī)加速度加速運(yùn)動(dòng) at?? ， 1212 2221??? ?????? T tn （ － 35） 11 Ttt ?? 時(shí)， 112121 122 2111 ???? ??????? TTn t （ － 36） 第二段電機(jī)速度 )1(2121122 11111 ????????? ?? ???? ??????? T tTTtatnn t （ 2－ 37） 12 2Ttt ?? 時(shí)， 12 12 ?? ????tn （ 2－ 38） 第三段電機(jī)速驅(qū)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 29 頁 )1(1212 11 Ttttn ?? ???? ??? ????? （ 2－ 39） 令 Ttt ?? 3 時(shí)， Nnn? ,代入上式得： ? ? ? ?11211 2 411 ? ??????? NNN ???????? （ 2－ 40） 則起動(dòng)時(shí)間 ?1TT? （ 2－ 41） 對(duì)電機(jī)以該加速度曲線起動(dòng)的特性分析 加速度加速起動(dòng)階段 1221 ???? ???? T tJdtdJMM L （ 2－ 42） 在這段時(shí)間內(nèi)，電磁轉(zhuǎn)矩為：21 22290stNUe m st sZn rUKM ? ?? ，對(duì)負(fù)載轉(zhuǎn)矩?stst KnM ?2 ，對(duì)很轉(zhuǎn)矩負(fù)載考慮， 0?? ， 190221221 2222 ?????????? T tJMsZn rUKMM ststNUste m s t （ 2－ 43） 起動(dòng)時(shí)間 為 11 Tt? (基波振 動(dòng)周期 )， 設(shè)對(duì)應(yīng) 的轉(zhuǎn)差 為 1s ，)()( 1TKtK UU ? . （ 2－ 44） 將式 stNU ZtIUtK )()( ? 代入上式。 有上面考慮的幾個(gè)因素可以發(fā)現(xiàn)減小起動(dòng)能耗的基本原則： 全壓直接起動(dòng)方式，由于起動(dòng)能耗及起動(dòng)時(shí)間都隨加速轉(zhuǎn)矩的增大而減小，而異步電機(jī)的轉(zhuǎn)矩與端電壓成正比，降壓起動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)矩 M 隨 2U而減小，而異步電動(dòng)機(jī)加速轉(zhuǎn)矩也隨之減小，導(dǎo)致起動(dòng)時(shí)間及起動(dòng)能耗均增加，由式（ 3－ 30）中的LMMM? 項(xiàng)可以看出分母隨 2U 減小的程度大于分子項(xiàng) M 減小的程度，這也反映了起動(dòng)能耗隨電壓 U 降低而增高的山東科技大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)生畢業(yè)論文用紙 第 34 頁 趨勢(shì)。 不管是對(duì)單相或三相交流調(diào)壓器，對(duì)晶閘管的控制方式有：整周波控制，這是一種脈沖電壓的方式，又稱交流開關(guān)。由圖可見．此時(shí)晶閘管在 0120 區(qū)間，因電壓過零點(diǎn)兩次出現(xiàn)二次導(dǎo)通現(xiàn)象，故而晶閘管的觸發(fā)脈沖應(yīng)是間隔 060 的雙脈沖或大干 060 的寬脈沖。 微機(jī)控制的晶閘管觸發(fā) 在直流調(diào)速系統(tǒng)和交流調(diào)速系統(tǒng)中所用的晶閘管驗(yàn)流電路及有源逆變器都要進(jìn)行控制角 ? 的控制，以改變大小。由于交流同步信號(hào)向后移相 030 。它可用于三相零式整流電路．三相橋式整流電路和三相橋式有源逆變器。有 4 根輸入線，本設(shè)計(jì)采用用 口。對(duì) CPU 的診斷方法，對(duì)兩個(gè)常數(shù) A、 B 進(jìn)行試算，使它們滿足 FHBA 081284 ??? 的關(guān)系。 山東科技大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)生畢業(yè)論文用紙 第 43 頁 主 程 序系 統(tǒng) 診 斷正 常 ？N故 障 處 理Y設(shè) 置 最 大 觸 發(fā) 角m a x?設(shè) 置 控 制 標(biāo) 志讀 取 給 定 電 流 圖 4－ 1 主程序流程圖 山東科技大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)生畢業(yè)論文用紙 第 44 頁 軟件定時(shí)器中斷程序設(shè)計(jì) 中 斷 入 口復(fù) 位 W D T設(shè) 定 定 時(shí) 時(shí) 間A / D 采 樣 、 濾 波計(jì) 算 觸 發(fā) 角即 觸 發(fā) 時(shí) 間從 H S I . 0 高 速 輸 入 口讀 取 同 步 信 號(hào) 時(shí) 刻觸 發(fā) 時(shí) 間 －現(xiàn) 在 時(shí) 刻 定 時(shí) 時(shí) 間若 是 ， 則 在 定 時(shí) 時(shí)刻 發(fā) 出 脈 沖 ， 設(shè) 定已 觸 發(fā) 標(biāo) 志YN中 斷 返 回 4－ 2 軟件定時(shí)器中斷程序流程圖 山東科技大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)生畢業(yè)論文用紙 第 45 頁 5．結(jié)論 在完成硬件和軟件設(shè)計(jì)后，對(duì)儀器進(jìn)行了整體實(shí)驗(yàn)。 c． 該起動(dòng)器采用 Intel公司的 16 位的高性