【正文】 nit），常用英文字母的縮寫 MCU 表示單片機，它最早是被用在工業(yè)控制領(lǐng)域。 （ 3）起動參數(shù)可調(diào)，根據(jù)負載情況及電網(wǎng)繼電保護特性選擇，可自由地無級調(diào)整至最佳的起動電流 。對電機無沖擊，提高了供電可靠性，平穩(wěn)起動，減少對負載機械的沖擊轉(zhuǎn)矩，延長機器使用壽命。 軟啟動與傳統(tǒng)減壓起動方式的不同之處是： （ 1）無沖擊電流。這些起動方式都屬于有級減壓起動，存在明顯缺點， 即起動過程中出現(xiàn)二次沖擊電流。所以，電子軟啟動器應(yīng)是我們首選的目標。電子軟啟動器一般都是采用 16 位單片機進行智能化控制，他既能保證電動機在負載要求的起動特性下平滑起動，又能降低對電網(wǎng)的沖擊，同時，還能實現(xiàn)直接計算機通訊控制，為自動化智能控制打下良好 的基礎(chǔ)。 對于降壓起動目前有兩種方式，一種是降壓起動，一種是軟啟動。所謂電子軟啟動器，就是使用晶閘管調(diào)壓技術(shù)，采用單片機控制的起動器，在用戶規(guī)定的起動時間內(nèi)自動地將起動電壓連續(xù)平滑地上升，直到達到額定電壓，從而達到有效控制起動電流的目的 。 三相鼠籠式異步電動機以其結(jié)構(gòu)簡單、性價比高和工作特性好等諸多優(yōu)點，在當今工業(yè)應(yīng)用的各個領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，但它有一明顯缺點，就是起動電流過大 (一般起動電流為額定電流的 5～ 7倍甚至更大 )，這樣不論是對電動機本身，還是對電網(wǎng)以及 其他電氣設(shè)備，都會產(chǎn)生不利的影響。旁路型電路復(fù)雜化，系統(tǒng)可靠性降低。在線型是指起動完畢，不需要觸器旁路，一直帶電工作的工作方式，晶閘管長期在線運行功耗太大造成能源浪費、給電網(wǎng)帶來高次諧波污染等。 圖 軟停車示意圖 天津理工中環(huán)信息學院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 9 Figure soft parking schemes 向電機輸入直流電流，從而加快制動，制動時間可調(diào)，主要用于慣性力矩大的負載或需 快速停機的場合，在一定的場合代替了反接制動停車。軟停車功能正好能滿足此要求。 如圖 ，在停車信號發(fā)出后，軟啟動器輸出電壓從額定電壓 Ue 迅速降到跌落電壓 Usd，再按所設(shè)定的時間降到起始電壓 Ui，軟啟動器停止輸出。 圖 突跳控制起動示意圖 Figure turkestan jump control diagram starting 用在輕載起動的場合，在保證起動壓降下發(fā)揮電動機的最大起動轉(zhuǎn)矩，盡可能的縮短了起動時間，是最優(yōu)的輕載軟啟動方式。但是，突跳會給電網(wǎng)發(fā)送尖脈沖，干擾其它負荷，應(yīng)用時要特別注意。如圖 所示。 圖 限流起動示意圖 Figure current limiting start schemes 指輸出電壓按預(yù)先設(shè)定的斜坡線性上升，即電壓由小到大斜坡線 性上升，它是將傳統(tǒng)的降壓起動從有級變成了無級。此方式的優(yōu)點是起動電流小，且可按需要調(diào)整，對電網(wǎng)影響小。 天津理工中環(huán)信息學院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 7 軟啟動常用的幾種啟動方式 電動機起動時，軟啟動器輸出電壓 從零迅速增加，直到輸出電流上升到設(shè)定的限流值 Iq，在輸出電流不大于 Iq 下，電壓逐漸上升，電機加速，直到起動完成。這樣，電動機的起動轉(zhuǎn)矩和起動電流的限制可以通過定子電壓的控制來實現(xiàn)，而定子電壓又是通過可控硅的導(dǎo)通相角來控制的，所以不同的初始相角可實現(xiàn)不同的端電壓，電動機的起動轉(zhuǎn)矩和起動電流的最大值可根據(jù)負載而設(shè)定 ,以滿足不同的負載起動要求。它通過單片機及相應(yīng)的數(shù)字電路控制晶閘管觸發(fā)脈沖的遲早來改變觸發(fā)角的大小，從而改變晶閘管的導(dǎo)通時間，最終改變加到電動機三相繞組的電壓大小。如圖 所示。 天津理工中環(huán)信息學院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 6 第二章 軟啟動的基本原理和特點 軟啟動原理 軟啟動是指運用串接于電源與被控電機之間的軟啟動器，控制其內(nèi)部晶閘管的導(dǎo)通角，使電機輸入電壓從零以預(yù)設(shè)函數(shù)關(guān)系逐漸上升，直至起動結(jié)束，賦予電機全電壓的起動方法。 （ b）采用 51 單片機，設(shè)計單片機及其接口電路、 晶閘管主電路和驅(qū)動板。 因此研究 交流 電動機的軟起動器 控制系統(tǒng) ，以此來克服上述電動機起動時的缺點，是很有現(xiàn)實意義和經(jīng)濟效益的。 本課題的意義及主要工作 電機直接起動存在較大的沖擊，消耗了大量電能。發(fā)達國家生產(chǎn)的液態(tài)軟起動產(chǎn)品，一般用在中壓繞線轉(zhuǎn)子電動機軟起動中。固態(tài)軟起動裝置是發(fā)達國家軟起動的主流產(chǎn)品，各知名廠家均有自己固態(tài)軟起動的品牌，在其功能上又各具特色 。 天津理工中環(huán)信息學院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 5 從國外軟啟動器的發(fā)展狀況看，發(fā)達國家的電動機軟起動產(chǎn)品主要是固態(tài)軟起動裝置和兼作軟起動的變頻器。國內(nèi)廠商開始在軟起動器市場的研發(fā)、生產(chǎn)和制造加大投入，推出各類型 6～ 10kV 的國產(chǎn)固態(tài)軟起動系統(tǒng)，促進了整個軟啟動市場的開發(fā)和增長。它能夠滿足起碼的軟起動要求，售價低，維護雖然麻煩，但難度不大。國產(chǎn)液態(tài)軟起動裝置比國外產(chǎn)品簡單，成本更低，電解液配置不采用蒸餾水，液箱也做成不密封的。它既能改變電動機的 起動特性保護拖動系統(tǒng)，更能保證電動機可靠起動，又能降低起動沖擊 。所 以，不得不在電動機的起動設(shè)備上做工作。作為重要驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)的電動機來說，它的控制方式受到廣大技術(shù)人員的高度重視。智能控制技術(shù)的應(yīng)用，給我們提出了很多要求。如：智能大廈、無人值守泵站、無人值守供熱站、各種遙控調(diào)度系統(tǒng)、生產(chǎn)作業(yè)自動化等等。 軟啟動器的優(yōu)點 對于大功率異步電動機而言，軟啟動比硬起動（即直接起動）和傳統(tǒng)降壓起動具有以下主要優(yōu)點： 電網(wǎng)電壓降使之不影響同一供電網(wǎng)其它電氣設(shè)備的正常運行； ，降低電機起動過程中線路的沖擊電流，減少電動機（傳動機械）的沖擊電流及對電網(wǎng)和配電系統(tǒng)的沖擊，延長電動機（傳動機械）使用壽命； ：硬起動產(chǎn)生的沖擊電流會以電磁波的形式干擾電氣儀表的正常運行； ，用一臺起動器控制多臺電動機的起動，起動電流、起動時間可分別設(shè)置；多種起動模式：電壓斜坡起動、限流起動、脈沖突跳起動，具有軟停車功能； ：過載保護、斷相保護、過壓和欠 壓保護等。軟起動器特別適用于各種泵類負載或風機類負載，需要軟起動與軟停車的場合。 原則上，籠型異步電動機凡不需要調(diào)速的各種應(yīng)用場合都可適用。當該軟起動器用于內(nèi)接時因可控硅模塊上承受的是三角形接法時的相電流，所以相同電流的軟起動器在內(nèi)接時可以負載比外接時大 倍的電機。該軟起動器所有參數(shù)均通過面板上的三只旋鈕電位計和一只拔碼開關(guān)設(shè)定，直觀準確。該軟起動器可不帶旁路持續(xù)在線運行。 軟起動器安裝調(diào)節(jié)方便，所有控制連接及參數(shù)調(diào)節(jié)均在正面上完成。待電機達到額定轉(zhuǎn)數(shù)時，啟動過程結(jié)束，軟啟動器自動用旁路接觸器取代已完成任務(wù)的晶閘管，為電動機正常運轉(zhuǎn)提供額定電壓，以降低晶閘管的熱損耗，延長軟啟動器的使用壽命，提高其工作效率，又使電網(wǎng)避免了諧波污染。 軟啟動的作用 軟啟動器采用三相反并聯(lián)晶閘 管作為調(diào)壓器，將其接入電源和電動機定子之間。 ，可以避免長期運行使晶閘管發(fā)熱，延長了使用壽命。變頻器具 備所有軟啟動器功能，但它的價格比軟啟動器貴得多，結(jié)構(gòu)也復(fù)雜得多 。 它與變頻器有 的 區(qū)別 軟啟動器和變頻器是兩種完全不同用途的產(chǎn)品 。 ：通過軟起動器內(nèi)部熱繼電器檢測晶閘管散熱器的溫度，一旦散熱器溫度超過允許值后自動關(guān)斷晶閘管，并發(fā)出報警信號。通過增加過載電流的設(shè)定和反時限控制模式，實現(xiàn)了過載保護功能，使電機過載時，關(guān)斷晶閘管并發(fā)出報警信號 。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)的降壓起動設(shè)備的諸多弊端。智能型軟起動器是一種集軟起動、軟停車、輕載節(jié)能和多功能保護于一體的新穎電機控制裝置，又稱為 SoftStarter。因此電子式軟起動器將逐步 取代落后的 Y/Δ、自耦減壓和磁控式等傳統(tǒng)的減壓起動設(shè)備成為必然。這些方法雖然可以起到一定的限流作用，但沒有從根本上解決問題。解決辦法有兩個：增大配 電容量 ，采用限制電機起動電流的起動設(shè)備，如果僅僅為起動 電機而增大配電容，從經(jīng)濟角度上來說，顯然不可取。然而由于其起動時要產(chǎn)生較大沖擊電流 (一般為 Ie的 58 倍 )，同時由于起動應(yīng)力較大，使負載設(shè)備的使用壽命降低。因此軟啟動器在市場上得到廣泛應(yīng)用，并且軟啟動器所附帶的軟停車功能有效地避免 水泵 停止時所產(chǎn)生的 “水錘效應(yīng)”。 軟啟動器于 20世紀 70 年代末和 80年代初投入市場，填補了星 三角啟動器和 變頻器 在功能實用性和價格之間的鴻溝。電機啟動的全過程都不存在沖擊轉(zhuǎn)矩，而 是平滑的啟動運行。 軟啟動器的簡單介紹 軟啟動顧名思義， 就是不直接啟動，而是慢慢的、一點一點的啟動。上述種種方式，在起動過程中，都有一個線圈電壓切換過程，因而對電網(wǎng)存在 “二次沖擊 ”的問題。 由上面可以看出全壓啟動還是有蠻多缺陷的，所以就提出了降壓啟動這個概念。 齒 輪箱、風扇皮帶、電機軸、水泵軸壽命縮短，磨損加劇 。 ，影響到其他負載 。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，使用軟啟動器可以無沖擊而平滑地起動電動機，而且可根據(jù)電動機負載的特性來調(diào)節(jié)起動過程中的參數(shù)達到最佳的起停狀態(tài)，從而延長機械設(shè)備的使用壽命，減少設(shè)備的維修量，提高經(jīng)濟效益。因其直接起動時產(chǎn)生的沖擊電流對電網(wǎng)及其負載造成沖擊，同時由于起動應(yīng)力較大，使負載設(shè)備的使用壽命降低，因此常采用降壓起動方式來減少影響。用該方法控制電機的軟啟動系統(tǒng)具有控制結(jié)構(gòu)簡單 , 實用性強等優(yōu)點。軟啟動技術(shù)不僅實現(xiàn)在整個起動過程中無沖擊而平滑地起動電動機，而且可根據(jù)電動 機負載的特性來調(diào)節(jié)起動過程中的參數(shù)如限流值、起停時間等，以達到最佳的起停狀態(tài)。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準用徒手畫 3）畢業(yè)論文須用 A4 單面打印，論文 50 頁以上的雙面打印 4）圖表應(yīng)繪制于無格子的頁面上 5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔 1）設(shè)計（論文） 2）附件：按照任務(wù)書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂 指導(dǎo)教師評閱書 指導(dǎo)教師評價： 一、撰寫（設(shè)計）過程 學生在論文（設(shè)計）過程中的治學態(tài)度、工作精神 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學生掌握專業(yè)知識、技能的扎實程度 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學生綜合運用所學知識和專業(yè)技能分析和解決問題的能力 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 研究方法的科學性；技術(shù)線路的可行性；設(shè)計方案的合理性 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 完成畢業(yè)論文（設(shè)計）期間的出勤情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設(shè)計）質(zhì)量 論文（設(shè)計）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 是否完成指定的論文（設(shè)計）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、論文（設(shè)計）水平 論文（設(shè)計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導(dǎo)意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設(shè)計是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設(shè)計說明書）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建議成績： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級前的□內(nèi)畫“√”） 指導(dǎo)教師： （簽名） 單位： （蓋章） 年 月 日 評閱教師評閱書 評閱教師評價： 一、論文（設(shè)計）質(zhì)量 論文（設(shè)計）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 是否完成指定的論文（設(shè)計）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設(shè)計）水平 論文（設(shè)計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導(dǎo)意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設(shè)計是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設(shè)計說明書）所體現(xiàn)的 整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建議成績： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級前的□內(nèi)畫“√”） 評