【正文】 ...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 .............................................................................................133 軟啟動器的硬件電路設計 ......................................................................................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 主回路設計 ........................................................................................................21 主回路電路 .......................................................................................................22 晶閘管參數(shù)選擇 ................................................................................................23 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 ................................................................................................314 基于單片機的軟起動器的設計 ..............................................................................31 單片機控制系統(tǒng)設計 ........................................................................................32 控制軟件設計 ....................................................................................................34 觸發(fā)脈沖控制的軟件設計 ................................................................................36結(jié)束語 ..........................................................................................................................44參考文獻 ......................................................................................................................45致 謝 ..........................................................................................................................46I三相異步電動機軟啟動器的設計摘 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。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。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)電器的負荷，而且對電網(wǎng)及其負載造成干擾，特別是當電動機容量較大時，沖擊電流會對電網(wǎng)及其負載造成干擾，嚴重時，甚至危害電網(wǎng)的安全運行 [1]。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；對負載產(chǎn)生沖擊轉(zhuǎn)矩，當電網(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。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀我國軟起動技術(shù)起步于上世紀 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。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。晶閘管軟起動裝置是發(fā)達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。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。 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)學模型。39。39。39。而異步電動機的起動特性主要表現(xiàn)在起動電流和起動轉(zhuǎn)矩兩個方面：希望電動機起動時能產(chǎn)生足夠的起動轉(zhuǎn)矩，以便帶動負載快速地達到正常轉(zhuǎn)速；同時，也希望起動電流不要太大。根據(jù)對國產(chǎn)電動機實際測量，某些籠型異步電動機起動電流甚至可以達到 8～12 倍。M3~F U 1 F U 2F U 3K M圖 22 直接啟動原理圖 傳統(tǒng)減壓起動減壓起動是在起動時先降低定子繞組上的電壓，待起動后，再把電壓恢復到額定XX 大學 XX 學院畢業(yè)設計（論文）8值。 如圖 23 所示：當起動電機時，合上開關(guān) Q，交流接觸器 KM 斷開，使電源經(jīng)電阻或電抗 R 流進電機。由控制電路中的時間繼電器 KT 確定星三角切換的時間。自耦變壓器一般有 65％和 80％額定電壓的兩組抽頭。按限流器件不同可分為：以電解液限流的液阻軟起動；以磁飽和電抗器為限流器件的磁控軟起動；以晶閘管為限流器件的晶閘管軟起動。 軟起動的原理及分析 晶閘管調(diào)壓原理晶閘管的控制方式有兩種：一是相位控制，即通過控制晶閘管的導通角來調(diào)壓；二是周波控制，即把晶閘管作為靜止接觸器，交替的接通與切斷幾個周波的電源電壓，用改變接通時間與切斷時間之比來控制輸出電壓的有效值，從而達到調(diào)壓的目的。其情況與 =0 時一樣，相控不起任何調(diào)壓作用，甚至在晶閘管觸發(fā)脈沖不?夠?qū)挼那闆r下，出現(xiàn)只有一個方向上的晶閘管工作，負載上出現(xiàn)直流分量，對晶閘管造成危害。為了保證在電路起始工作時有兩個晶閘管同時導通，以及在感性負載與控制角較小時仍能保證不同相的兩個晶閘管同時導通，本系統(tǒng)采用了能夠產(chǎn)生大于 60176。通過改變導通角 的大小，就??可以改變晶閘管的輸出電壓，從而改變了電機的輸入電壓。 軟起動的起動方式軟起動器的功能主要是實現(xiàn)軟起動和軟停車，而軟停車相當于是軟起動的逆過程。它的缺點是起動轉(zhuǎn)矩小，且轉(zhuǎn)矩特性呈拋物線型上升對起動不利，起動時間長，對電動機不利。其優(yōu)點是起動平滑、柔性好、對拖動系統(tǒng)有利，同時減少對電網(wǎng)的沖擊，使最優(yōu)的重載起動方式。元件引腳功能見表 31：鋸齒波的斜率決定于外接RRW1 流出的充電電流和積分 C1 的數(shù)值。5%（177。 輸出脈沖：（1）寬度：400μs ～2ms(通過改變脈寬阻容元件達到)。使用兩個有電子開關(guān)控制的 KJ041 電路組成邏輯控制，適用于正、反組可逆晶閘管電力電子成套裝置（如正、反邏輯無環(huán)流直流調(diào)速的十二相晶閘管整流設備中）。KJ041 的工作電源范圍為 3～18V，使用中一般接+15V 電源。 KJ042功能介紹KJ042 脈沖列調(diào)制形成器主要適用于作晶閘管三相橋式全控整流電路的脈沖列調(diào)制源，同樣也適用于三相半控、單相半控、單相全控線路中作脈沖列調(diào)制源。 主電路的選擇 調(diào)壓方式的選擇在工頻電源和負載之間接入晶閘管調(diào)壓器，就可以改變負載端的電壓。相控不起任何調(diào)壓作用，甚至在晶閘???管觸發(fā)脈沖不夠?qū)挼那闆r下，還會出現(xiàn)只有一個方向的晶閘管在工作，負載上可能出現(xiàn)直流分量，危害晶閘管的安全。晶閘管正負半周的觸發(fā)是對稱的，晶閘管的輸出電壓有效值 u。而TAl，TA2 年 TA3 表示為霍爾傳感器電流輸出，該電流信號通過整流電路后轉(zhuǎn)變成電壓信號輸入到控制回路 [5]。為使晶閘管在工作過程中不因?qū)嶋H有效值應在乘以安全系數(shù)1．5～2 后才能等于 ITAV。此外，還有強觸發(fā)和雙窄脈沖形成環(huán)節(jié)。電容 C3 充電，充滿后電容兩端電壓接近 2E1(30V)時，V 4 導通，A點電位由+ E1(+15V) 下降到 左右，V 5 基極電位下降約 2E1(30V)， V5 立即截止。鋸齒波是由開關(guān)V2 管來控制的。M 點是 V4 由截止到導通的轉(zhuǎn)折點，也就是脈沖的前沿。的中央（ 120176。V2 開關(guān)的頻率就是鋸齒波的頻率，由同步變壓器所接的交流電壓決定。相位的后一相觸發(fā)單元產(chǎn)生（通過 V6）。若電壓上升率過大，超過了晶閘管的電壓上升率的值，則會在無門極信號的情況下開通。 同步信號檢測為了保證三相交流調(diào)壓器主回路中各個晶閘管的觸發(fā)脈沖與其陽極電壓保持嚴格的相位關(guān)系。這樣周而復始，單片機所得到的就是幅值為 5V 的方波信號，周期等同于電源的周期即工頻 50Hz，而高低電平持