【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 3。 31 參考文獻(xiàn) 32 第 1 章 緒論 1 第 1 章 緒論 交流異步電機(jī)是電力拖動(dòng)系統(tǒng)中一個(gè)極為重要的元件。它兼?zhèn)浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，維護(hù)方便，運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)。此外，它運(yùn)行效率高和工作特性特性好，能滿(mǎn)足大多數(shù)機(jī)械的傳動(dòng)要求。由此種種，交流異步電機(jī)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸、國(guó)防工業(yè)、醫(yī)療等各行各業(yè)都有著較為廣泛的應(yīng)用。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)耗電量占全國(guó)總發(fā)電量的 30%以上，而在西方發(fā)達(dá)的工業(yè)化國(guó)家，其消耗量更是多達(dá)約 70%。然而，電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)特性并非理想。三相交流電動(dòng)機(jī)在全壓起動(dòng)時(shí)，其起動(dòng)電流高出額定電流 5~8 倍。如此巨大的電流加重了供電電網(wǎng)以及接在電動(dòng)機(jī)前面的開(kāi)關(guān) 電器的負(fù)荷，同時(shí) ,起動(dòng)時(shí)出現(xiàn)的巨大轉(zhuǎn)矩也會(huì)對(duì)電動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)輔助設(shè)備和做功機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生不可避免的機(jī)械沖擊。因此交流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)已成為當(dāng)代電氣行業(yè)的一個(gè)重要課題。 課題概述 課題研究背景 起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩是交流電動(dòng)機(jī)起動(dòng)性能最重要的兩個(gè)指標(biāo)。傳統(tǒng)的直接起動(dòng)是定子繞組直接與電網(wǎng)相接 ,由電網(wǎng)供應(yīng)額定電壓。其優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)便 ,起動(dòng)設(shè)備簡(jiǎn)單。但其起動(dòng)電流很大，一般為電機(jī)額定電流的 倍，嚴(yán)重時(shí)可能達(dá)到十倍以上。在不采用任何啟動(dòng)裝置的情況下，過(guò)大電流會(huì)引起較大的電網(wǎng)電壓驟降，從而影響電網(wǎng)中其它用電設(shè)備的正常運(yùn)行。同時(shí)，直接起動(dòng)時(shí)的大起動(dòng)電流會(huì)對(duì)電機(jī)定子線圈和轉(zhuǎn)子鼠籠條造成很大的沖擊，可能破壞繞組絕緣和造成鼠籠條斷裂，引發(fā)電機(jī)故障。大電流產(chǎn)生的大量焦耳熱，也會(huì)損傷繞組絕緣，降低電機(jī)壽命。 電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)所產(chǎn)生的短時(shí)沖擊電流，包含短暫的諧波電流，使得電網(wǎng)有大量的諧波分量產(chǎn)生。而諧波含量的增加，將導(dǎo)致電氣設(shè)備的損傷，電網(wǎng)發(fā)生諧振的可能性增加，繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置誤動(dòng)，干擾通信等諸多問(wèn)題。因此如何 降低大功率電機(jī)的起動(dòng)電流已成為電力電子技術(shù)和運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)研究領(lǐng)域罩越來(lái)越關(guān)注的一個(gè)問(wèn)題。采用軟起動(dòng)器對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行軟起動(dòng)，可以降低電動(dòng)機(jī)能耗，提高設(shè)備利用率，延長(zhǎng)設(shè)備壽命。為此，軟起動(dòng)器的研究有特大的現(xiàn)實(shí)意義和突出的經(jīng)濟(jì)效益。 第 1 章 緒論 2 課題研究的目的及意義 電動(dòng)機(jī)是大多工業(yè)企業(yè)的重要用電裝置。據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)電動(dòng)機(jī)所消耗的電能占整體工業(yè)用電量的 60％ ~68％ 。采用軟起動(dòng)裝置起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，能夠有效減少電能損耗，達(dá)到節(jié)約能源，降低生產(chǎn)成本，提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。軟起動(dòng)設(shè)備能通過(guò)降低電機(jī)輸入電壓，減小功率因素角， 降低電機(jī)的能耗，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的節(jié)能。此外，軟起動(dòng)裝置還可于電機(jī)起動(dòng)過(guò)程中，透過(guò)對(duì)電機(jī)運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)測(cè)，判定電機(jī)是否處于過(guò)載、缺相等故障狀態(tài)。并以此為據(jù)，做出相應(yīng)的保護(hù)方案，保障電機(jī)的安全可靠運(yùn)行。軟起動(dòng)器不僅能夠解決電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中實(shí)際問(wèn)題，同時(shí)還可降低能源損耗，提高設(shè)備利用效率，減小設(shè)備投資和維護(hù)費(fèi)用，延長(zhǎng)設(shè)備壽命。 本文研究?jī)?nèi)容是基于單片機(jī)的軟起動(dòng)控制器。使用配套的功率轉(zhuǎn)換元件，于電機(jī)起動(dòng)中，有效限制電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流，以免過(guò)大的起動(dòng)電流對(duì)電機(jī)及負(fù)載造成損傷。達(dá)到減小對(duì)電網(wǎng)的沖擊，延長(zhǎng)設(shè)備壽命的目標(biāo)。另以單片機(jī)為 控制系統(tǒng)價(jià)格便宜，能有效降低設(shè)備生產(chǎn)成本。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 軟起動(dòng)技術(shù)發(fā)展迅速，現(xiàn)如今已有諸多應(yīng)用。比較常見(jiàn)的有變頻軟起動(dòng)、反并聯(lián)晶閘管串聯(lián)軟起動(dòng)、可變電抗器軟起動(dòng)、液阻軟起動(dòng)、自耦變壓器降壓起動(dòng)等。可將以上起動(dòng)方式分為固態(tài)軟起動(dòng)和液態(tài)軟起動(dòng)兩種。 國(guó)外軟起動(dòng)裝置以固態(tài)軟起動(dòng)為主，也就是晶閘管軟起動(dòng)和變頻軟起動(dòng)。在需兼?zhèn)湔{(diào)速要求時(shí)，通常采用變頻裝置。在沒(méi)有調(diào)速要求的情況下，起動(dòng)輕載荷時(shí)運(yùn)用晶閘管軟起動(dòng)。只有在重載或負(fù)載功率極大時(shí)，才用變頻軟起動(dòng)。變頻軟起動(dòng)能夠在恒流軟起停過(guò)程中維持不小于額定值的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。而且電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流都限定于額定值之內(nèi)，固變頻軟起動(dòng)對(duì)電網(wǎng)和電動(dòng)機(jī)的沖擊很小，電磁轉(zhuǎn)矩較大，起動(dòng)時(shí)長(zhǎng)短。變頻器起動(dòng)電機(jī)，其起動(dòng)性能很好，同時(shí)高壓變頻器價(jià)格也比較昂貴，技術(shù)難度高，維護(hù)技術(shù)跟不上要求，所以目前主要用于電機(jī)調(diào)速。晶閘管軟起動(dòng)裝置在國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó) 家比較普遍。國(guó)外早在 1970 年便開(kāi)始了對(duì)晶閘管三相交流調(diào)壓技術(shù)研究。該技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域已應(yīng)用廣泛 ,在某些領(lǐng)域應(yīng)用也顯示出獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。諸如美國(guó) AB 公司推出的 31520xxKW 交流調(diào)壓式電子軟起動(dòng)裝置，美國(guó)摩托托尼公司、德國(guó) AEG 公司及歐洲 ABB 公司均推出了軟起動(dòng)器系列產(chǎn)品。 第 1 章 緒論 3 我國(guó)于 90 年代起開(kāi)始晶閘管軟起動(dòng)技術(shù)的研究，且有了一定成果。國(guó)內(nèi)的電機(jī)軟起動(dòng)器多是效仿國(guó)外產(chǎn)品，且中低壓產(chǎn)品占多，高壓軟起動(dòng)產(chǎn)品依然處在初步階段。目前國(guó)內(nèi)的軟起動(dòng)技術(shù)主要以液阻軟起動(dòng)為主。液態(tài)軟起動(dòng)裝置串接于電動(dòng)機(jī)的定子回路中，完成降 壓起動(dòng)。因?yàn)橐簯B(tài)電阻器的電阻具有負(fù)溫升特性，當(dāng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，定子電流使得電阻器溫度的逐漸上升，電阻逐漸下降。在電機(jī)起動(dòng)電流基本不變的情況下，電機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩將隨端電壓上升而逐步增大，達(dá)到平滑起動(dòng)。液阻式的軟起動(dòng)裝置易被環(huán)境溫度影響，使得起動(dòng)電流不能得到精確控制。 綜上所述，國(guó)內(nèi)軟起動(dòng)技術(shù)與國(guó)外技術(shù)相比還存在很大差距。具體表現(xiàn)在固態(tài)軟起動(dòng)器所用半導(dǎo)體功率器件制造技術(shù)難題沒(méi)有攻克，特別是高電壓、大電流的電子器件仍未研制成功，如 GTO、 IGBT、 GCT 等。 上述軟啟動(dòng)方式各有千秋。但從經(jīng)濟(jì)效益、特性功能、維護(hù)量、能耗、高次諧波和可靠性等方面來(lái)說(shuō)，固態(tài)軟起動(dòng)器的性?xún)r(jià)比要高。固態(tài)軟起動(dòng)器的研制是大功率電機(jī)軟起動(dòng)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。 本論文主要研究?jī)?nèi)容 軟起動(dòng)器有著很輝煌的應(yīng)用前景。本文以目前國(guó)內(nèi)外軟起動(dòng)技術(shù)的現(xiàn)狀為背景，在研究軟起動(dòng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用 89C52RC 單片機(jī)為微控單元構(gòu)建了晶閘管串聯(lián)軟起動(dòng)系統(tǒng)。本文詳細(xì)講述了軟起動(dòng)控制器的硬件電路結(jié)構(gòu)，并應(yīng)用 PID 控制算法設(shè)計(jì)。最后對(duì)軟起動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真調(diào)試，對(duì)仿真效果做了簡(jiǎn)要分析。 論文研究的主要內(nèi)容： (1) 軟起動(dòng)控制器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； (2) 軟起動(dòng)控制器硬件設(shè)計(jì)； (3) 軟起動(dòng)控制器控制軟件設(shè)計(jì)； (4) 軟起動(dòng)器控制算法； (5) 軟起動(dòng)器的仿真調(diào)試； 第 2 章 三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 4 第 2 章 三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 在三相異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)技術(shù)發(fā)展過(guò)程中，傳統(tǒng)起動(dòng)技術(shù)（如自耦變壓器降壓起動(dòng)、定子串電阻電抗起動(dòng)、 Y/△降壓起動(dòng)等）有著舉足輕重的作用。但隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，電子軟起動(dòng)器因其電壓可無(wú)極調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)矩 /電流可閉環(huán)控制的特點(diǎn)得到深入而廣泛的發(fā)展，成為軟起動(dòng)市場(chǎng)中的主流。 三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性 為了研究三相異步電動(dòng)機(jī)起停時(shí)電壓、電流和轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系，從而敲定啟停方案，就有必要了解電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型。三相異步電動(dòng)機(jī)有兩種基本數(shù)學(xué)模型，即基于狀態(tài)方程的數(shù)學(xué)模型和基于集中參數(shù)的等效數(shù)學(xué)模型。就變頻調(diào)速而言，多采用基于狀態(tài)方程的數(shù)學(xué)模型。而電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)多采用基于集中參數(shù)等效數(shù)學(xué)模型。 借助于等效電路的分析方法， 在分析電動(dòng)機(jī)內(nèi)部電磁關(guān)系和電動(dòng)勢(shì)的基礎(chǔ)上，對(duì)電機(jī)進(jìn)行繞組歸算和頻率歸算。將異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)繞組的頻率、相數(shù)以及各相有效串聯(lián)匝數(shù)歸算到定子側(cè)，從而推導(dǎo)出異步電動(dòng)機(jī)的等效電路。三相異步電動(dòng)機(jī)的 T 形等效電路如圖 所示： 圖 異步電動(dòng)機(jī)的等效電路 圖中， ：定子繞組的電阻； ：定子繞組的漏電抗； ：歸算到定子側(cè)的轉(zhuǎn)子繞組的電阻； ：歸算到定子側(cè)的轉(zhuǎn)子繞組的漏電抗； ：與定子鐵耗相對(duì)應(yīng)的勵(lì)磁電阻； ：與主磁通相對(duì)應(yīng)的鐵心磁路的勵(lì)磁電抗； ：定子電壓向量； ：定子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)向量； ：定子電流向量； ：磁電流向量。 為同步轉(zhuǎn)速， s 為轉(zhuǎn)差率。 由電機(jī)學(xué)知識(shí)可知，當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)開(kāi)始啟動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)速 n=0,即轉(zhuǎn)差率 s=1，電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 和起動(dòng)電流 ： 第 2 章 三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 5 (21) (22) 當(dāng)電源頻率和電動(dòng)機(jī)的參數(shù)都不變時(shí)，在一定的轉(zhuǎn)差率下，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與定子端電壓平方成正比，起動(dòng)電流與定子端電壓成正比。由此可知控制定子電壓便可實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和起動(dòng)電流的控制，從而有效避免起動(dòng)電流過(guò)大。 軟起動(dòng)方法簡(jiǎn)介 傳統(tǒng)軟起動(dòng)方法 傳統(tǒng)直接起動(dòng)操作簡(jiǎn)單、維護(hù)方便且起動(dòng)速度快。 但正如前文所述，直接起動(dòng)對(duì)電網(wǎng)、電機(jī)和其它用電設(shè)備的危害很大，如威脅設(shè)備和電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行等。因此 電動(dòng)機(jī)一般不允許直接起動(dòng)。為解決直接起動(dòng)存在的問(wèn)題，常采用各種降壓起動(dòng)技術(shù)，較普遍的有 Y/△起動(dòng)、自耦變壓器降壓動(dòng)、定子回路串電阻 /電抗起動(dòng)。 (1)定子回路串電阻 /電抗起動(dòng) 定子繞組串電阻 /電抗相當(dāng)于與定子繞組分電網(wǎng)電壓。由等效電路可知：起動(dòng)電流與定子端電壓成正比，因而該方法可以達(dá)到降低起動(dòng)電流的目的。而起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與定子端電壓的平方成正比，降低起動(dòng)電壓會(huì)使起動(dòng)轉(zhuǎn)矩降低很多。因此，這種起動(dòng)方法僅僅適用于空載或輕載起動(dòng)場(chǎng)合。其原理圖如圖 所示。 圖 定子串電阻或電抗起動(dòng)原理圖 第 2 章 三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 6 (2) Y/△起動(dòng) Y/△ 起動(dòng)是定子繞組以 Y 接法起動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)速升至接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)，將繞組換為△接法，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)為正常運(yùn)行。定子繞組接成 Y 連接后，各相繞組的相電壓為 △連接時(shí)的 ，故 Y/△ 起動(dòng)時(shí)起動(dòng)電流及起動(dòng)轉(zhuǎn)矩均下降為直接起動(dòng)時(shí)的。由于起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，該方法只適合于輕載起動(dòng)的場(chǎng)合。其原理圖圖 。 圖 星 三角形起動(dòng)原理圖 (3)自耦變壓器起動(dòng) 自耦變壓器起動(dòng)就是電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，電源經(jīng)自耦變壓器降壓后接到電動(dòng)機(jī)上，待轉(zhuǎn)速上升至接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)，將自耦變壓器切除，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)化為正常運(yùn)行。若自耦變壓器的變比為 k，自耦變壓器起動(dòng)一次側(cè)起動(dòng)線電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩都降至直接起動(dòng)的 。自耦變壓器起動(dòng)的自動(dòng)控制主回路如圖 所示為 圖 自耦變壓器降壓起動(dòng)原理圖 第 2 章 三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 7 新型電子式軟起動(dòng)方法 (1) 變頻器作為軟起動(dòng)裝置 變頻器主要用于交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速。特大型電動(dòng)機(jī)由于沒(méi)有合適的軟起動(dòng)裝置，因此采用變頻器作為軟起動(dòng)裝置。變頻器作為軟起動(dòng)裝置時(shí)，它的電壓和頻率皆可從零連續(xù)調(diào)節(jié)，并保持較小的轉(zhuǎn)差率。所以無(wú)過(guò)電流現(xiàn)象，且起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也大，具倍極佳的起動(dòng)性能。同時(shí)它也存在不足，如開(kāi)關(guān)損耗較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴等。 (2) 晶閘管串聯(lián)式軟起動(dòng)裝置 晶閘管串聯(lián)式軟起動(dòng)裝置是由 3 組反并聯(lián)晶閘管組成，其實(shí)質(zhì)是三相交流調(diào)壓電路。利用晶閘管的相控調(diào)壓原理，通過(guò)改變其觸發(fā)角來(lái)控制電機(jī)輸入電壓的大小。這種裝置能做到全方位的軟起動(dòng)（即電壓、電流可從零起連 續(xù)調(diào)節(jié)），避免過(guò)電流對(duì)電網(wǎng)和電動(dòng)機(jī)及其它機(jī)械設(shè)備的沖擊。但由于使用到晶閘管，因此對(duì)元件特性參數(shù)的一致性有很高的要求，且很難得到保證。此外，元件特性參數(shù)還會(huì)隨著使用時(shí)間發(fā)生變化，致使均壓性能變差，極有可能造成整串元件的損壞，致使該裝置的可靠性比較低。 (3) 液態(tài)電阻軟起動(dòng)方式 液態(tài)電阻是一種由電解液形成的電阻，它導(dǎo)電的本質(zhì)是離子導(dǎo)電。它的阻值正比于相對(duì)的二塊電極板的距離，反比于電解液的電導(dǎo)率，極板距離和電導(dǎo)率都便于控制。此方式為能量損耗型降壓起動(dòng)，啟動(dòng)時(shí)大量的能量消耗在水電阻上，然后逐漸向電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)移能量，是 電動(dòng)機(jī)提速。其主要弱點(diǎn)有氣化電阻與環(huán)境溫度、極板等因素有關(guān)，起動(dòng)電流的控制精度較差，對(duì)連續(xù)起動(dòng)次數(shù)有限制。另外，起動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的操作過(guò)電壓會(huì)對(duì)電機(jī)的絕緣造成很大的傷害，較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩沖擊對(duì)電機(jī)和機(jī)械設(shè)備都會(huì)造成較大的傷害。 (4) 可變電抗器軟起動(dòng) 可變電抗軟起動(dòng)技術(shù)是利用可變電抗器來(lái)實(shí)現(xiàn)高低壓隔離。其基本設(shè)計(jì)思想是將可變電抗器的一次繞組直接與電機(jī)定子 (或轉(zhuǎn)子 )串接 ,在電抗器中增加二次線圈 ,將二次線圈與功率變換器以及智能控制器連接。通過(guò)智能控制器與電力電子功率變換單元來(lái)控制可變電抗器的二次繞組 ,達(dá)到改變可變電抗器一次阻抗的目的 ,進(jìn)而改變交流電機(jī)的輸入電壓 ,使交流電機(jī)實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)?？勺冸娍蛊魇降能浧饎?dòng)裝置由于采用了可變電抗技術(shù)，元器件不用串聯(lián)，因此相比其它軟起動(dòng)可靠性大大提高，也很方便維修?？勺冸娍管浧饎?dòng)和晶閘管串聯(lián)軟起動(dòng)兩者都是相控，都有產(chǎn)生諧波的情況。但可變電抗器具有很大的電感量，諧波電壓大部分加在可變電抗器上面，而加到電網(wǎng)和電機(jī)上的諧波電壓則較小。所以可變電抗式軟起動(dòng)要比晶閘管串聯(lián)式軟起動(dòng)直接對(duì)電機(jī)的高次諧波傷害要小得多。 第 2 章 三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 8 綜上所述，可變電抗式固態(tài)軟起動(dòng)裝置與變頻軟起動(dòng)、晶閘管串聯(lián)軟起動(dòng)、液態(tài)軟 起動(dòng)方法相比具有明顯的技術(shù)和價(jià)格優(yōu)勢(shì)，其綜合性能如表 所示。 表 各種軟起動(dòng)方式比較 軟起動(dòng)控制方式 軟起動(dòng)器最主要的功能是實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的軟啟動(dòng)，按起動(dòng)方式可分為限流起動(dòng)、電壓斜坡起動(dòng)、轉(zhuǎn)矩控制起動(dòng)、轉(zhuǎn)矩加突跳控制起動(dòng)。 （ 1）限流起動(dòng) 限流起動(dòng)方式就是電機(jī)在起動(dòng)過(guò)程中采用電流閉環(huán)設(shè)計(jì)，以限制起動(dòng)電流不超過(guò)預(yù)先的設(shè)定值 (圖 中為 或 )并進(jìn)行。在此前提下，逐漸升高電機(jī)的輸入電 壓， 直到轉(zhuǎn)速到達(dá)額定轉(zhuǎn)速后電流自動(dòng)衰減下來(lái)，此時(shí)電壓達(dá)到額定電壓，起動(dòng)過(guò)程結(jié)束，軟起動(dòng)器旁路。 電流限定值 一 般設(shè)定為 e，故 這種起動(dòng)方式起動(dòng)電流小且電流限定值可調(diào)，對(duì)電網(wǎng)電壓影響小。但這種起動(dòng)方式具有難以確定起動(dòng)壓降，不能充分利用壓降空間，損失起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，起動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)的缺點(diǎn)，主要是應(yīng)用于載起動(dòng)的場(chǎng)合。電機(jī)恒流軟起動(dòng)電流曲線，如圖 所示。 第 2 章 三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 9 （ 2）電壓斜坡起動(dòng) 電機(jī)的輸出電壓由小到大斜坡線性上升，將傳統(tǒng)的有級(jí)降壓起動(dòng)變?yōu)闊o(wú)級(jí)，主要用在重載起動(dòng)。它的缺點(diǎn)是起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，且轉(zhuǎn)矩特性呈拋物線型上升，對(duì)起動(dòng)不利，起動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)電動(dòng)機(jī)不利。目前改進(jìn)的方法是采用雙斜坡起動(dòng)：輸出電壓先迅速升至 ( 為電動(dòng)機(jī)起動(dòng)所需的最小轉(zhuǎn)矩所對(duì)應(yīng)的電壓值 )，然后按設(shè)定的斜率逐漸升高電壓，直至達(dá)到額定電壓。初始電壓和電壓上升率可根據(jù)負(fù)載特性調(diào)整。在加速斜坡時(shí)同期聞，電動(dòng)機(jī)電壓逐漸增加，加速斜坡時(shí)間在一定時(shí)間范圍內(nèi)可調(diào)整，加速斜坡時(shí)間一般在 2~60 秒之 間。這種起動(dòng)方式的特點(diǎn)是起動(dòng)電流相對(duì)較大，但起動(dòng)時(shí)間相對(duì)較短，適用于重載起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)。電壓斜坡軟起動(dòng)曲線，如圖 所示。 圖 電機(jī)恒流軟起動(dòng)示意圖 圖 電壓斜坡軟起動(dòng)示意圖 （ 3）轉(zhuǎn)矩控制起動(dòng) 轉(zhuǎn)矩起動(dòng)控制方式是指在電機(jī)的起動(dòng)過(guò)程中，保持電機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩按照線性上升的規(guī)律進(jìn)行起動(dòng)。在此過(guò)程中，需要按照一定規(guī)律適時(shí)調(diào)整晶閘管的觸發(fā)角，使得起動(dòng)轉(zhuǎn)矩按照線性規(guī)律運(yùn)行。由于它的最終控制目的就是為了得到線性轉(zhuǎn)矩，故這種方式下電機(jī)起動(dòng)平滑，柔性好、對(duì)拖動(dòng)系統(tǒng)有利，同時(shí)減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊，保護(hù)了拖動(dòng)系統(tǒng)，延長(zhǎng)了其使用壽命。轉(zhuǎn)矩控制起動(dòng)方式主要用于重載起動(dòng)場(chǎng)合，是非常好的重載起動(dòng)方式之一。它的缺點(diǎn)是起動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)，同時(shí)控制規(guī)律比較復(fù)雜，不易獲得。轉(zhuǎn)矩起動(dòng)控制曲線，如圖 所示。 （ 4）轉(zhuǎn)矩加突跳控制起動(dòng) 轉(zhuǎn)矩加突跳控 制起動(dòng)方式和轉(zhuǎn)矩控制起動(dòng)方式類(lèi)似，也應(yīng)用在重載起動(dòng)場(chǎng)合。不同的是前者在電機(jī)起動(dòng)的瞬間轉(zhuǎn)矩多了突跳功能，目的就是為了克服電機(jī)起動(dòng)伊始由負(fù)載帶來(lái)的較大靜阻力矩，然后轉(zhuǎn)矩線性平滑上升，完成起動(dòng)。這種起動(dòng)方式很好地克服了負(fù)載靜阻力矩，縮短了起動(dòng)時(shí)間，但是突跳的存在會(huì)給電網(wǎng)和周?chē)O(shè)備造成影響，這也是本方式的一個(gè)缺憾。