【正文】 76。 晶閘管觸發(fā)電路總圖如圖 39 所示 。在電機軟起動器的設(shè)計過程中，同步信號檢測是很重要的一個環(huán)節(jié)。電路 II 和電路 I 結(jié)構(gòu)基本相同，存在的區(qū)別就是，假設(shè)電路 I 的輸入側(cè)連接電源的 U、V 兩相，而 電路 II 輸入側(cè)連接的就是電源的 V、 W 兩相，且輸出信號是分別送入主控單片機 芯片 的外部中斷輸入口。同時，避免電容器通過晶閘管放電電流過大，造成過電流而損壞晶閘管。第一個脈沖由本相觸發(fā)單元的 uco對應(yīng)的控制角 a 產(chǎn)生。），由于鋸齒波波形兩端的非線性，因而要求鋸齒波的寬度大于 180176。電路的觸發(fā)脈沖由脈沖變壓器 TP 二次側(cè)輸出，其一次繞組接在 V8集電極電路中。 ，用于觸發(fā)整流橋電路。在三組晶閘管和三相供電電源之間接入接觸器，軟起動時，接觸器斷開，軟起動完成后接觸器閉合。當電源斷開時，電動機氣隙中的磁場將由轉(zhuǎn)子中的瞬態(tài)電流來維持，并隨轉(zhuǎn)子而旋轉(zhuǎn)，氣隙磁場在定子繞組中感應(yīng)的電勢頻率將有所變化。 6）引腳 7（ L）：輸出脈沖封鎖端，該端高電平封鎖輸出。 正負半周脈沖相位不均衡 ≤177。 R7 和 C2形成微分電路，改變 R7 和 C2 的值，可獲得不同的脈寬輸出。在加速斜坡時同期聞，電動機電壓逐漸增加，加速斜坡時間在一定時間范圍內(nèi)可調(diào)整，加速斜坡時 間 一般在 2～60 秒之間。但是對于異步電動機而言，功率因數(shù)角 ? 是個變量，并且是電機轉(zhuǎn)速的函數(shù)。用三組反并聯(lián)晶閘管分別串聯(lián)在星形接法的電機三相定子線圈上，這種連接方式諧波比較少，調(diào)壓性能最為優(yōu)越，控制系統(tǒng)簡單、可靠。而其主要性能卻優(yōu)于液阻軟起動。 圖 25 所示為自耦變壓器起動的自動控制主回路。由三相異步電動機的等效電路可知：起動電流正比于定子繞組的電壓，因而定子繞組串電阻或電抗可以達到減小起動電流的目的。 下面就分別做 詳細 介紹。 39。 mmm m mE I Z I r jx? ? ? ?? ? ? ? ? ? (24) 由以上四式可得： 2211 1 21 1 239。 在三相交流異步電動機不宜采用直接啟動的時候，可以考慮采用定子串電阻或串電抗器啟動、 Y△ 啟動、自耦變壓器降壓啟動、轉(zhuǎn)子串電阻啟動、晶閘管電子軟啟動、分級變頻軟啟動、兩相變頻調(diào)壓軟啟動等方法。電力半導體開關(guān)器件具有無磨損、壽命長、功耗小 等 特點，結(jié)合現(xiàn)代控制理論及微機控制技術(shù)，為實現(xiàn)電機的軟起動提供了全新的思路。比較傳統(tǒng)和應(yīng)用較普遍的有變壓器降壓起動，串電抗器起動和 Y/△ 轉(zhuǎn)換等等。 使之能 達到了改善 三相異步電動機起動性能的要求。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。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 。 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。 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。 39。( ) ( 39。 直接 起動 直接起動，也叫全壓起動。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 XX 學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 更多?？刂七^程如下：合上空氣開關(guān) Q接通三相電源。與液阻軟起動相比，它的體積小、結(jié)構(gòu)緊湊，維護量 小 ，功能齊全，菜單豐富，起動重復性好，保護周全，這些都是液阻軟起動無法比擬的。 XX 大學 XX 學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 圖 26 軟起動主回路原理圖 為了方便分析，做以下假定： (1)電源為三相對稱的正弦電壓源，內(nèi)阻抗為零； (2)各晶閘管的特性一致，對稱觸發(fā)，關(guān)斷狀態(tài)時，其阻抗為無窮大；導通狀時壓降為零； (3)電機為理想電機，其定、轉(zhuǎn)子繞組在空間產(chǎn)生正弦分布的磁通勢； (4)穩(wěn)態(tài)運行時，電機的轉(zhuǎn)速為常數(shù)。在電機起動過程中，隨著轉(zhuǎn)速逐漸變大，功率因數(shù)角 ? 也在不斷變化。這種起動方式的特點是起動電流相對較大 ，但起動時間相對較短，適用于重載起動的電動機。 KJ004 的同步電壓為任意值 表 31 KJ004 的引腳功能表 功 能 輸出 空 鋸齒波形成 Vee(1kΩ) 空 地 同步輸入 綜合比較 空 微分阻容 封鎖調(diào)制 輸出 +Vcc 引線腳號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 電路采用雙列直插 C—16 白瓷和黑瓷兩種外殼封裝，外型尺寸按電子工業(yè)部部頒標準。3176。 KJ041 的輸出引腳在 L端為高電平時均變?yōu)榈碗娖?；而?L 端為低電平時， KJ041 的輸出引腳按輸入引腳的狀態(tài)和 KJ041 的工作機理正常輸出脈沖。當斷流時間間隔稍長時，這個旋轉(zhuǎn)磁場在定子中感應(yīng)的電勢和重新接通時的電源電壓在相位上可能會有相當大的差別，這樣就會出現(xiàn)較大的電流沖擊，可能危及晶閘管的安全．如通斷交替頻率較高，每次通斷時間隔中交流電周波數(shù)較少，采用整周波斬波控制方法可能調(diào)壓不夠平滑，所以在異步電動機的調(diào)壓控制中多用相控技術(shù)，當然采用相控技 術(shù)在輸出電壓波形中含有相當大的諧波，在異步電動機中會引起附加損耗，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩脈動等不良影響。軟停車開始時，接觸器再次打到雙 向晶閘管端，軟起動器投入到停車運行，如此重復來完成軟起動和軟停車。 如 圖 38 為同步信號為鋸齒波的觸發(fā)電路，其輸出可為雙窄脈沖（適用于有兩個晶閘管同時導通的電路），也可為單窄脈沖。 鋸齒波的形成和脈沖移相環(huán)節(jié) XX 大學 XX 學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 鋸齒波電壓形成的方案較多，如采用自舉式電路、恒流源電路等。例如 240176。隔 60176。 電壓檢測回路 在電壓檢測回路中， 盡量 實現(xiàn) 以下 三個功能。 我們假設(shè)電路 I 接的是電源的 U、 V相，而電路 II 接的是 V、 W 相，這樣在三相電源正常工作時，當 UV 線電壓發(fā)生正跳變 (即從負半波轉(zhuǎn)為正半波 )時， VW 線電壓為負，那么電路 II 送入 CPU 的信號就為低電平；當 UV 線電壓發(fā)生負跳變時， VW 線電壓為正，那么電路 II 送 入 CPU 的信號是高電平 (如果電路 II 接的是 W、 V 相，那么兩次送入 CPU的信號高低電平情況就相反 )。 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。相位的后一相觸發(fā)單元產(chǎn)生（通過 V6） 。的中央（ 120176。鋸齒波是由開關(guān)V2管來控制的。此外，還有強觸發(fā)和雙窄脈沖形成環(huán)節(jié)。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]。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。 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。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(shè)備中）。 XX 大學 XX 學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 11 12161151413943578R23+ 15 V + 15 V+ 15 VRP1R24R2R20RP4R5R1R3R4R6R7R8R12R10R11R14R19R13R25R26R27R28R20R22R16R17R21R18R15V3V2V1V18V19V20V4V5V6V12V13V14V15V16V9V10 V11V8V7V17VS5VS1VS2VS3VS4VS6VS7VS8VS9VD1VD2VD3VD4VD5VD6VD7C1 C2ubucous 圖 32 KJ004 電路原理圖 KJ004 參數(shù)及限制 電源電壓：直流 +15V、 15V，允許波動 177。它是按照電動機的起動轉(zhuǎn)矩線性上升的規(guī)律控制輸出電壓。只有這樣，才能實現(xiàn)異步電動機的輸入電壓按照預定規(guī)律變化的要求 [4]。其中一相是正向晶閘管導通，另一相則是反向晶閘管導通。一是高壓產(chǎn)品的價格太高，是液阻軟起動產(chǎn)品的5～ 10 倍，二是晶閘管引起的高次諧波 比 較嚴重。當時間繼電器 KT 延時完畢閉合后， KM1 線圈斷電，使自耦變壓器線圈封星端打開 ； 同時 KM2 線圈斷電，切斷自耦變壓器電源，使 KM3 線圈得電吸合， KM3 主觸頭接通 電動機在全壓下運行。 對 于 容量較小的異步電動機，一般采用定子繞組串電阻降壓 ； 但對于容量較大的異步電動機 ，考慮到串接電阻會造成 銅耗較大，故采用定子繞組串電抗降壓起動。一般情況下，直接起動時起動電流為額定電流的 3～ 8 倍，起動轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn) 矩 的 1～ 2 倍。22 39。139。包括主電路， 觸發(fā)電路， 檢測電路，控制電路，驅(qū)動電路等。 近 三十 多年來，國外對晶閘管三相交流調(diào)壓電路進行了廣泛的研究，在工業(yè)、農(nóng)業(yè) 領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。 該軟啟動設(shè)備平滑了XX 大學 XX 學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 異步電動機加速過程 ， 大大減緩了對電網(wǎng)及機械設(shè)備的沖擊。 Thyristor。 然后是對 電動機軟啟動器模式的設(shè)計， 但 主要 還 是軟起動器的硬件電路 設(shè)計 。因此，對三相感應(yīng)電動機 軟 起動 情況 進行研究是非常有 現(xiàn)實 意義的。機械式啟動 器是目前使用比較廣泛的啟動方式，但它是有級起動，會產(chǎn)生二次沖擊電流，啟動電流仍然為標稱電流的 3~4 倍，且 有 體積大、噪音大、維護費用高、無法適應(yīng) 惡劣 環(huán)境等諸多弊端 。為了保證 系統(tǒng)安全可靠地運行， 可以 充分發(fā)揮單片機的強大控制功能，由主控制電路對系統(tǒng)的關(guān)鍵器件和關(guān)鍵參數(shù)，例如過壓、欠壓、過流、過載、等進行實時監(jiān)控 。 U1 為定子電壓向量， E1 為定子感應(yīng)電動勢向量， i1為定子電流向量 ， im為磁 電流向量。39。 下面針對異步電動機的起動特性，分析 起動方式的原理和應(yīng)用。因此，減壓起動方法一般只適用于輕載或空載情況 。由于起動轉(zhuǎn)矩小，該方法只適合于輕載起動的場合。 10 年前，電氣工程界就有人 預言 ，晶閘管軟起動將引發(fā)軟起動行業(yè)的一場革命。 本系統(tǒng)軟起動器采用晶閘管調(diào)壓原理，通過調(diào)節(jié)電動機定子輸入端電壓的大小和相位實現(xiàn) 軟起動的各種功能。對于恒定的負載而言，功率因數(shù)角 ? 是常量，導通角 ? 僅僅與觸發(fā) 角 ? 有關(guān)。輸出電壓先迅速升至U(U，為電動機起動所需的最小轉(zhuǎn)矩所對應(yīng)的電壓值 )，然后按設(shè)定的斜率逐漸升高電壓。同時調(diào)整鋸齒波斜率電位器 RW1，可以使不同的移相控制電壓獲得整個范圍。 （ 3） KJ004 最大輸出能力： 100mA（流出脈沖電流）。 5）引腳 9（ NC）：空腳。但是斬波調(diào)壓用在異步電動機上，通斷交替的頻率不能太低。 主回路設(shè)計 XX 大學 XX 學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 主回路電路 軟起動器主回路設(shè)計電路如圖 37 所示。因此晶閘管的 ITAV范圍在 3． 3A～3． 85A。使 V V8截止，輸出脈沖終止。；如果是可逆系統(tǒng)，需要在整流和逆變狀態(tài)下工作，要求脈沖的移相范圍理論上為 180176。 雙窄脈沖形成 環(huán)節(jié) 內(nèi)雙脈沖電路由 V V6構(gòu)成 “或 ”門。如圖 37 中所示。 UVR 1 1R 1 5R 1 3V D 5D 1 1+ 5 VT L P 5 2 1 圖 310 同步信號檢測電路 XX 大學 XX 學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 同時，可以利用圖 310 這個電路 (以下稱為電路 I)和另一套與電路 I 基本相同的電路 (以下稱為電路 II)配合，進行電源的相序判斷和缺相檢測。采用如圖 310 所示的電路作為電壓同步信號檢測電路 [8]。為了使晶閘管能正常工作，除了合理的選擇元件外，還必須對過電流，過電壓的發(fā)生采取保護措施。 如 uco為正值， M 點就向前移，控制角 a90176。 V2周期性地通斷， ub3便形成一鋸齒波，同樣 ue3也是一個鋸齒波。 1 5 VR1R2V D1R3AV D2BR4V4V5V D3R6V D4V6R71 1 1 2C2R