【文章內容簡介】 ⑥ 由于晶閘管造型和考慮散熱，因此體積大。軟啟動的優(yōu)點：電動機的啟動與保護及控制集于一體，強大的智能控制器全部發(fā)揮作用，由于采用機械冷風能夠適用頻繁啟動場合，電路簡單便于維護和檢修。 (2)旁路運行軟啟動器。旁路型軟啟動器克服了在線運行的缺點和技術難度，即電動機啟動完成后旁路到接觸器上運行。回避了晶閘管在線運行的缺點，尤其不需要機械風冷。但是，同時也帶來四個方面的缺點： ① 電路 復雜，系統(tǒng)可靠性降低： ②強大的智能控制器不能充分利用，有的不能對電動機保護： ③增加成套裝置的體積和成本： ④ 增加維護與檢修的難度。 應用中大多數(shù)采用了旁路運行方形，即便選用了在線運行方式的軟起器，有許多還是加載一套旁路運行接觸器，回避了晶閘管在線運行的缺點。（圖 1） 圖 1 在線運行軟啟動器電路圖 (3)內置晶閘管旁路型在線運行軟啟動器。內置晶閘管旁路型在線運行軟啟動器（簡稱內置旁路型軟啟動器），是在線運行軟啟動器內部設計了一套機械觸頭與晶閘管并聯(lián)，在電機軟啟動和軟停車過程中由晶閘管運行，機械觸頭斷開，當 電機正常運行時晶閘管斷開，機械觸頭閉合。這套動作過程是通過內部控制自動完成的，對外部接線來講是一個裝置，以稱為在線運行。 它的優(yōu)點是具備上述兩種類型的所有優(yōu)點同時回避它們各自的缺點。優(yōu)點：電路簡單；自然風冷；晶閘管只管啟動停車，回避晶閘管在線運行所帶來的功耗和散熱；體積小；強大智能`河北師范大學職技學院學士學位論文 10 控制器得以全面發(fā)揮，能對電動機起到啟停與保護控制；節(jié)省成套空間；由于晶閘管和機械觸頭組合一體的設計，通過智能控制器實現(xiàn)了機械觸頭無電弧，使得機械觸頭的電壽命等于機械壽命，與旁路型相比大大提高了系統(tǒng)的可靠性。節(jié)能：相比較旁路型而言的，由于內部旁路型的機械觸頭采用了無電弧控制，其銀點的硬度降低，因此觸點的接觸電阻也降低；從而使機械觸頭的閉合壓力大大降低，機械觸頭的吸合磁力減小，降低了能耗和觸頭的能耗降低，與旁路型相比綜合起來能省 50%以上。 (4)軟啟動的選型 在此有必要區(qū)分的是頻繁啟動還是不頻繁啟動，對于軟啟動器來講，一般情況下如果啟動時間不超過 2min，不超過 30 次 /小時，即可定為不頻繁啟動，大于次數(shù)應按頻繁啟動考慮。 頻繁場合要按電動機的啟動電流選取，因此軟啟動器一般選取管子的電流是電動機的 2~ 倍。不頻繁下充分利用管子的短時過載能力，所以在不頻繁啟動的條件下，應加大軟啟動器的容量，根據(jù)頻繁度的不同取在 ~ 倍即可。 軟啟動要有過載保護、斷相保護和溫度補償功能的熱過載繼電器。具體選用時，要使電動機的工作電流在熱元件整定電流范圍以內。工作時容易過載的設備，要使電動機的額定電流值靠近熱元件整定電流范圍的下限。 第 3 章 三相交流異步電動機軟啟動 11 第 3章 三相交流異步電動機軟起動 本章介紹交流調壓的原理，軟啟動的設計主電路及幾種啟動方式。最后應用 Matlab簡單仿真。 晶閘管交流調壓電路 用晶閘管對單相交流電壓進行調 壓的電路有多種形式，以應用最廣泛的反并聯(lián)電路為例分析，晶閘管控制采用相位控制方式。 (1)電阻性負載的情形 單項交流反并聯(lián)電路如圖 2示。當電源電壓 Us為正半周，控制角為 α 時，觸發(fā)晶閘管 VT1使之導通。電源通過 VT1向負載 R供電，Us過零時， VT1自行關斷。 Us負半周時在同一控制角 α 觸發(fā) VT2使之導通，電壓通過 VT2向負載供電。不斷重復上述過程，在負載 R上就得到正負對稱的交流電壓，如圖 3示。顯然，改變控制角 α就可改變負載 R上交流電壓和電流的大小。 圖 2 單項交流反并聯(lián)電路 圖 3 單項交流調壓原理圖 VTT1 VT2 ~Us R 0 U t α α+π 河北師范大學職技學院學士學位論文 12 (2)電阻 —電感性負載的情形 當交流調壓電路的負載是像交流電動機那樣的電阻 —電感性負載時，晶閘管的工作情況與電阻性負載時就不相同了，此時晶閘管的工作不只與觸發(fā)控制角 α 有關，還與負載電路的阻抗角 φ 參數(shù)有關。在單項交流調壓電路中，當以阻抗角 φ 來表征電阻 —電感性負載的參數(shù)情況時，通過一系列，得到如下結論：對電阻 —電感性負載的，晶閘管調壓電路應采用寬脈沖或脈沖列方式觸發(fā)，晶閘管控制角的正常移相范圍范圍為 φ ≤ α ≤ 180176。 軟啟動器的主電路 圖 4以晶閘管組成的軟啟動器的主電路圖。 圖中 VT1—VT VT3—VT VT2—VT5三個反并聯(lián)普通晶閘管模塊串接在電動機的三相電路中； M為電動機。 圖 5 在電動機啟動過程中通過控制電路中觸發(fā)相角控制模塊 (寬脈沖或雙窄脈沖 )來控制晶閘管的導通角 θ 的大小， 使電動機的啟動電壓根據(jù)所設定的規(guī)律進行變化。這樣， 電動機啟動電流大小、 啟動方式及啟動時間均可任意調整與選擇， 使電動機處于最佳啟動狀態(tài)。 同步電壓采集 觸發(fā)相角控制 三相電源 SCRS 啟動控制 保護控制 信號采集 M ~ ~ 圖 5 軟啟動器的系統(tǒng)框圖 VT1 VT4 VT3 VT6 VT5 VT2 M ~ A B C 圖 4 晶閘管組成的軟啟動 第 3 章 三相交流異步電動機軟啟動 13 以斜坡電壓起動方式為例設計起動控制流程圖，采用開環(huán)控制電機上電瞬間，系統(tǒng)發(fā)出觸發(fā)脈沖給晶閘管，使得輸出電壓很快上升到設定的初始電壓。然后按照一 定的觸發(fā)規(guī)律繼續(xù)發(fā)脈沖，使得電機的電壓按照線性斜坡上升。在起動過程中要不斷的查詢設定的時間到達與否，時間到，則電機起動完畢，軟起動器旁路。 電動機軟啟動器的幾種啟動方式 (1)斜坡電壓軟啟動 早期的軟啟動器是以啟動電壓為控制對象進行軟啟動的。 圖 7斜坡電壓控制 圖 7中， 啟動電壓先以設定的速率增加， 然后再轉為額定電壓。這種啟動方式比傳統(tǒng)的自耦變壓器或 Y—△ 降壓啟動有了較大的進步， 但在某些工作狀態(tài)下應用時， 還會出現(xiàn)較大的t U 0 Us 開始 開始 開始 開始 觸發(fā)角 α 輸出 開始 開始 開始 按線調整 α 開始 開始 開始 A/D 采樣 開始 開始 開始 到初始電壓 ? 啟動完畢？ Y N N N Y 結束 開始 開始 開始 圖 6 斜坡電壓起動程序流程圖 河北師范大學職技學院學士學位論文 14 二次沖擊電流， 而且容易損壞晶閘管