【正文】 那么右側輸入到單片機的信號也就是低電平。它表明晶閘管在額定結溫和門極斷路條件下，使晶閘管從斷態(tài)轉入通態(tài)的最低電壓上升率。 同步環(huán)節(jié) 同步指要求觸發(fā)脈沖的頻率與主電路電源的頻率相同且相位關系確定。當 uco為正值時， b4點的波形由 uh+up + uco確定。 V V8處于截止狀態(tài)，無脈沖輸出。 XX 大學 XX 學院畢業(yè)設計（論文） 23 其次，晶閘管的額定通態(tài)電流 ITAV指的是工頻正弦半波平均值，其對應的有效值 應滿足 IRMS=1． 57ITAV。晶閘管控制角 ? 和功率因數角 ? 決定了晶閘管的輸出電壓值。C。 K J 0 4 17 圖 33 KJ041 的引腳排列（引腳向下） 各引腳的功能及用法： １）輸出引腳 引腳 15：對應 1 與 2 的 “ 或 ” 輸 出端，使用中，接觸發(fā) A 相正半周晶閘管的功率放大單元輸入端； 引腳 14：對應 3 與 2 的 “ 或 ” 輸出端，使用中，接觸發(fā) C 相負半周晶閘管的功率放大單元輸入端； 引腳 13：對應 3 與 4 的 “ 或 ” 輸出端，使用中，接觸發(fā) B 相正半周晶閘管的 功率放大單元輸入端； 引腳 12：對應 4 與 5 的 “ 或 ” 輸出端，使用中，接觸發(fā) A 相負半周晶閘管的功率放大單元輸入端； XX 大學 XX 學院畢業(yè)設計（論文） 19 引腳 11：對應 5 與 6 的 “ 或 ” 出端，使用中，接觸發(fā) C 相正半周晶閘管的功率放大單元輸入端； 引腳 10：對應 6 與 1 的 “ 或 ” 輸出端，使用中，接觸發(fā) B 相負半周晶閘管的功率放大單元輸入端； 2）輸入引腳： 引腳 1 和引腳 4：對應于電網 A 相正、負半周的觸發(fā)脈沖輸入端； 引腳 2 和引腳 5：對應于電網 C 相負、正半周的觸發(fā)脈沖輸入端； 引腳 3 和引腳 6：對應于電網Ｂ相正、負半周的觸發(fā)脈沖輸入端； 3）引腳 16：工作電源輸入 端。（同步電壓 30V，同步輸入電阻 15KΩ）。 圖 211 轉矩加突跳控制起動波形 (5)電壓控制起動 電壓控制起動是在保證起動壓降一定的前提下使電動機獲得最大的起動轉矩，盡可能地縮短起動 時間 ，是最優(yōu)的輕載軟起動方式，如圖 212 所示。該方法應用較多，適用于風機，泵類負載。晶閘管任意一相的 電壓波形如圖 27 所示，其中電網電壓的波形是完整的正弦波， ? 是晶閘管的觸發(fā)角， ? 是負載的功率因數角 (也叫晶閘管的續(xù)流角 )， ? 是晶閘管的導通角。此外，由于異步電機是感性負載，從電力電子學中可以知道，當晶閘管交流調壓回路帶有感性負載時，只有當移相角大于負載的功率因數角時，才能起到調壓的作用。在電動機定子回路 中 ，通過串入限流作用的電力器件實現軟起動，叫做降壓或者限流軟起動。 KM2 閉合時，定子繞組為星形 (丫 )接法，使電動機起動。如果功率大于7． 5kW，而電源總容量較大，能符合下式要求的話，電動機也可允許直接起動。st UI r r x x? ? ? ? (213) 由式 (212)和式 (213)可知，起動轉矩正比于定子端電壓的平方，起動電流正比于定子電壓。 39。對于電 動 機的 軟起動而言，多采用基于集中參數等效電路的數學模型。 例 如 GE 公司生產的ASTAT 智能電機軟起動器； ABB 公司生產的 PST、 PSTB 系列電機軟起動器；施耐德公司的 ATS46 軟起動器；德國 SIEMENS 公司的 3RW22 SIKOSTART 軟起動器等等。但由于國內自 主 開發(fā)和生產的能力相對較弱，對國外產品的依賴還 是 很嚴重。啟動電 流過大時 ， 將使電動機本身受到過大電磁力的沖擊 ， 如果經常啟動 ， 還有 使 繞組過熱的危險。但它 也 有明顯的缺點，那 就是起動轉矩小，起動電流過大。 然而，它是以反電勢為主的負載，即以反電勢來平衡外加電壓。此外，它還具有 多種對電機保護功能，這就從根本上解決了傳統(tǒng)的降壓啟動設備的諸多弊端。在沒有調速要求 使用 的 場合下，起動負載較輕時 一般 采用晶閘管軟起動。 XX 大學 XX 學院畢業(yè)設計（論文） 4 2 三相 異步電動機的起動控制 的 研究 交流 三相異步 電動機的傳統(tǒng)啟動技術，如定子串電阻 /電抗器啟動 、自耦變壓器降壓啟動、星形 三角形降壓啟動、轉子串電阻或頻敏變阻器啟動等，在交流電動機啟動技術發(fā)展過程中都有過重要應用。其中 Pem為： 1 2 2 2 1 2 239。39。XX 大學 XX 學院畢業(yè)設計（論文） 7 對于需要頻繁起動的電動機，過大的起動電流 會 造成電動機的發(fā)熱， 縮短 電動機的 使用壽命；同時電動機繞組在電動力的作用下，會發(fā)生變形，可能引起短路進而燒毀電動機；另外過大的起動電流，會使線路 電 壓降增大，造成電網電壓的顯著下降，從而影響同一電網的其他設備的正常工作，有時 甚至使它們停下來或無法帶負載起動。星三角形起動方法雖然簡單，但電動機定子繞組 的 六個出線端都要引 出 來 ，略顯麻煩 。 XX 大學 XX 學院畢業(yè)設計（論文） 10 圖 25 異步電動機的自耦變壓器起動法 自耦變壓器起動適用于容量較大的低壓電動機作減壓起動用，應用 非常 廣泛，有手動及自動控制線路。故在異步電動機的調壓控制中，晶閘管調壓一般采用相位控制。通過按照一定時序調整六個晶閘管的觸發(fā)角 就可以實現該目標。主要用于輕載起動的降壓起動，其輸出電壓從零開始迅速增長，直到其輸出電流達到預先設定 的電流限值 Im，然后保持輸出電流 不大于該值 的條件下逐漸升高電壓，直到額定電壓 。所不同的是在起動的瞬間用突跳轉矩，克服拖動系統(tǒng)的靜轉矩，然后轉矩平滑上升，可縮短起動時間。 同步電壓：任意值。C； Ⅲ 類品為 40～ +85176。C； Ⅱ 類品為 55～ +85176。 XX 大學 XX 學院畢業(yè)設計（論文） 21 圖 34 交流調壓主電路 晶閘管相控調壓原理 晶閘管調壓單相等效電路如圖 35 所示，其中 ZL為電機一相等效阻抗， Ui為電網相電壓， UL為晶閘管輸出電壓。需滿足兩個條件。 1 5 VC1R2 2R2 4R2 5R2 3C4RWR移 相 電 壓（ + ）偏 移 電 壓 （ ） 圖 38 脈沖發(fā)生電路 圖 脈沖形成環(huán)節(jié) V V5 —— 脈沖形成 V V8 —— 脈沖放大 控制電壓 uco加在 V4基極上。射極跟隨器 V3的作用是減小控制回路電流對鋸齒波電壓 ub3的影響。晶閘管電路處于整流工作狀態(tài)。 (1)過電流保護 晶閘管設備發(fā)生過電流有可能 是 晶閘管損毀、觸發(fā)電路或控制系統(tǒng)有故障等。從圖中可以看出，這個電路的功能就是將由電源側來的線電壓正弦信號轉為低壓方波信號 來 供單片機進行處理分析。這個電路的優(yōu)點在于：一方面，在起動未開始或是開始瞬間，這個電路就可以檢測 到器件電壓零點；另外，由于輸入的交流信號是直接從電源側獲取的，因此這就不需要像其他電路那樣需要先利用變壓器取得交流信號再進行處理，這樣就既節(jié)省了線路板的空間， 又 節(jié)約了成本 [9]。 為了限制電路電壓上升率過大，確保晶閘管安全運行，本 設計 在晶閘管兩端并聯(lián)RC 阻容吸收網絡，利用電容兩端電壓不能突變的特性來限制電壓上升率。 V2截止狀態(tài)持續(xù)的時間就是鋸齒波的寬度，其大小取決于充電時間常數 R1C1。 在三相全控橋電路中，接感性負載電流連續(xù)時，脈沖初始相位應定在 a=90176。電容 C3放電和反向充電，使 V5基極電位上升，直到 ub5E1(15V)， V5又重新導通。由于異步電機在直接起動時的電流為 6～ 7 倍的額定電流。當供電電壓不變時，通過改變晶閘管的控制角，可以改變晶閘管的輸出電壓。斬波調壓就是用雙向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。使用中接用戶系統(tǒng)供電電源的地端。 （ 2）幅度： ≥13V。對不同的移項控制 V1，只有改變 R R2 的比例，調節(jié)相應的偏移 VP。改進的方法是采用雙斜坡起動，如圖 29 所示。由式 (215)可以得知，導通角 ? 與觸發(fā)角 ? 、功率因數角 ? 都有關。為了保證晶閘管的安全，在使用相控晶閘管電路時采用寬脈沖觸發(fā)，移相范圍限制在 ? ≤? 180176。 晶閘管軟起動產品 問 世不過 30 年左右的時間 ， 它是當今電力電子器件長足進步的結果。 定子繞組接成星形連接后，每相繞組的相電壓為三角形連接 (全壓 )時的 l/ 3 ，故星三角形起動時起動電流及起動轉矩均下降為直接起動的 1／ 3。減壓起動雖然可以減小起動電流，但是 同時 起動轉矩也會 減小。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上的其它電氣設備的正常 運行 。由式 (27)和式 (28)可得： 2 2120139。 rm代表與定子鐵心損耗所對應的勵磁電阻， xm代表與主磁通相對應的鐵心磁路的勵磁電抗。 本課題研究內容 軟啟動器本質上是一種直流調壓裝置，用來實現軟啟動、軟停車、實時監(jiān)測以及各種保護功能。 目前市場上生產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。所以，這種 “ 硬起動 ” 不僅會縮短傳動單元和做功機械設備的使用壽命，而且過高的起動電流還會引起供電電網的電壓驟然跌落，致使那些對電壓敏感的用電設備產生負面影響。 本文首先闡述了軟起動器晶閘管調壓電路 (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 計和 觸發(fā)電路設計。 Soft StarterXX 大學 XX 學院畢業(yè)設計（論文） 1 1 緒 論 研究 的目的、意義 三相 異步電動機，由于其結構簡單、制造方便、價格低廉、堅固耐用、運行可靠、很少需要維護及可用于惡劣環(huán)境等優(yōu)點，在工業(yè)、農業(yè)、交通運輸、國防軍事和日常生活中得到了廣泛的應用，當前大部分工業(yè)拖動都是以交流異步電動機作為動力，包括風機、水泵、油泵、壓縮機等。采用電力半導體器件對電動機進行啟動控制的電力電子軟啟動器解決了傳統(tǒng)降壓啟動方法存在的二次電流沖擊問題 ， 具有無觸點 、 啟動電流及啟動時間可控 、 啟動過程平滑等優(yōu)點 ， 并且維護工作量小 ， 具備完善的電動機保護功能。如美國 AB 公司、英國 CT 公司、法國 TE 公司、德國 AEG 公司、瑞士 ABB 公司等均推出了軟起動器系列產品，如 GE 公司生產的最大功率達到 850kW，額定電壓 500V，額定電流 1180A，最大起動電流 5900A； ABB 公司生產的最大功率達到 1200kW，額定電壓 690V，額定電流 1000A；意大利 SIEI 工公司生產的額定電壓 690V，額定電流 1600A；美國 BS 公司還生產中壓 6~ 步電動機軟起動器，最大功率達到 10000kW[2]。 (3)實現三相異步電動機軟啟動器模式的設計 和 軟件的有關設計。mmmmr jxsr j xIUr j x rr j x j xr j x s???? ?????? ? ? ?????? (25) 在異步電動機里，因為 r1x1， rmxm，故可以省去 r1， rm，則式 (25)可以表示為： 1121 1 239。 39。根據對國產電動機實際測量，某些籠型異步電動機起動電流甚至可以達到 8～ 12 倍。 如圖 23 所示：當起動電機時，合上開關 Q，交流接觸器 KM 斷開，使電源經電阻或電抗 R 流進電機。自耦變壓器一般有 65％和 80％額定電壓的兩組抽頭。 XX 大學 XX 學院畢業(yè)設計（論文） 11 軟起動的原理及分析 晶閘管調壓原理 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，從而達到調壓的目的。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)采用了能夠產生大于 60176。 軟起動的起動方式 軟起動器的功能主要是實現軟起動和軟停車，而軟停車相當于是軟起動的逆過程。其優(yōu)點是起動平滑、柔性好、對拖動系統(tǒng)有利，同時減少對電網的沖擊，使最優(yōu)的重載起動方式。5%（ 177。 主要參數及限制 （ 1）電源電壓： DC +15V177。電路具有脈沖占空比可調性好、頻率調節(jié)范圍寬、觸發(fā)脈沖上升沿可與同步調制信號同步等優(yōu)點，它還可作為可控制的方波發(fā)生器用于其他拓撲電路結構的電力電子設計中。因此在使用相控晶閘管電路是必須采用寬脈沖或脈沖串觸發(fā)，移相范圍限制在180???? 176。 晶閘管參數選擇 晶閘管的選擇參數很多，但用于應用于軟起動時，主要是額定電壓、額定電流的計算與選擇。 XX 大學 XX 學院畢業(yè)設計（論文） 24 1 6163。 V2截止時，恒流源電流 I1c 對電容 C2充電， 調節(jié) RP2，即改變 C2的恒定充電電流I1c，可見 RP2是用來調節(jié)鋸齒波斜率的。處），相應于 a=901