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交流電動(dòng)機(jī)的軟啟動(dòng)器的設(shè)計(jì)學(xué)士學(xué)位論文-文庫(kù)吧資料

2025-07-05 14:12本頁(yè)面
  

【正文】 圖 7斜坡電壓控制 圖 7中, 啟動(dòng)電壓先以設(shè)定的速率增加, 然后再轉(zhuǎn)為額定電壓。在起動(dòng)過(guò)程中要不斷的查詢(xún)?cè)O(shè)定的時(shí)間到達(dá)與否,時(shí)間到,則電機(jī)起動(dòng)完畢,軟起動(dòng)器旁路。 同步電壓采集 觸發(fā)相角控制 三相電源 SCRS 啟動(dòng)控制 保護(hù)控制 信號(hào)采集 M ~ ~ 圖 5 軟啟動(dòng)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(dòng) 第 3 章 三相交流異步電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng) 13 以斜坡電壓起動(dòng)方式為例設(shè)計(jì)起動(dòng)控制流程圖,采用開(kāi)環(huán)控制電機(jī)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(shè)定的初始電壓。 圖 5 在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中通過(guò)控制電路中觸發(fā)相角控制模塊 (寬脈沖或雙窄脈沖 )來(lái)控制晶閘管的導(dǎo)通角 θ 的大小, 使電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電壓根據(jù)所設(shè)定的規(guī)律進(jìn)行變化。 軟啟動(dòng)器的主電路 圖 4以晶閘管組成的軟啟動(dòng)器的主電路圖。 圖 2 單項(xiàng)交流反并聯(lián)電路 圖 3 單項(xiàng)交流調(diào)壓原理圖 VTT1 VT2 ~Us R 0 U t α α+π 河北師范大學(xué)職技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 12 (2)電阻 —電感性負(fù)載的情形 當(dāng)交流調(diào)壓電路的負(fù)載是像交流電動(dòng)機(jī)那樣的電阻 —電感性負(fù)載時(shí),晶閘管的工作情況與電阻性負(fù)載時(shí)就不相同了,此時(shí)晶閘管的工作不只與觸發(fā)控制角 α 有關(guān),還與負(fù)載電路的阻抗角 φ 參數(shù)有關(guān)。不斷重復(fù)上述過(guò)程,在負(fù)載 R上就得到正負(fù)對(duì)稱(chēng)的交流電壓,如圖 3示。電源通過(guò) VT1向負(fù)載 R供電,Us過(guò)零時(shí), VT1自行關(guān)斷。 (1)電阻性負(fù)載的情形 單項(xiàng)交流反并聯(lián)電路如圖 2示。最后應(yīng)用 Matlab簡(jiǎn)單仿真。工作時(shí)容易過(guò)載的設(shè)備,要使電動(dòng)機(jī)的額定電流值靠近熱元件整定電流范圍的下限。 軟啟動(dòng)要有過(guò)載保護(hù)、斷相保護(hù)和溫度補(bǔ)償功能的熱過(guò)載繼電器。 頻繁場(chǎng)合要按電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流選取,因此軟啟動(dòng)器一般選取管子的電流是電動(dòng)機(jī)的 2~ 倍。節(jié)能:相比較旁路型而言的,由于內(nèi)部旁路型的機(jī)械觸頭采用了無(wú)電弧控制,其銀點(diǎn)的硬度降低,因此觸點(diǎn)的接觸電阻也降低;從而使機(jī)械觸頭的閉合壓力大大降低,機(jī)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(lái)能省 50%以上。 它的優(yōu)點(diǎn)是具備上述兩種類(lèi)型的所有優(yōu)點(diǎn)同時(shí)回避它們各自的缺點(diǎn)。內(nèi)置晶閘管旁路型在線(xiàn)運(yùn)行軟啟動(dòng)器(簡(jiǎn)稱(chēng)內(nèi)置旁路型軟啟動(dòng)器),是在線(xiàn)運(yùn)行軟啟動(dòng)器內(nèi)部設(shè)計(jì)了一套機(jī)械觸頭與晶閘管并聯(lián),在電機(jī)軟啟動(dòng)和軟停車(chē)過(guò)程中由晶閘管運(yùn)行,機(jī)械觸頭斷開(kāi),當(dāng) 電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)晶閘管斷開(kāi),機(jī)械觸頭閉合。 應(yīng)用中大多數(shù)采用了旁路運(yùn)行方形,即便選用了在線(xiàn)運(yùn)行方式的軟起器,有許多還是加載一套旁路運(yùn)行接觸器,回避了晶閘管在線(xiàn)運(yùn)行的缺點(diǎn)?;乇芰司чl管在線(xiàn)運(yùn)行的缺點(diǎn),尤其不需要機(jī)械風(fēng)冷。 (2)旁路運(yùn)行軟啟動(dòng)器。在應(yīng)用過(guò)程中,人們發(fā)現(xiàn)在線(xiàn)運(yùn)行有 7個(gè)方面的優(yōu)缺點(diǎn): ① 晶閘管長(zhǎng)期在線(xiàn)運(yùn)行功耗太大造成能源浪費(fèi): ② 晶閘管的散熱量太大需電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)功能 無(wú) 具有初級(jí)工能 完善 完善 高次諧波 較小 小 大 較大 體積比 ~ 1 ~ 噪音 中 小 較小 較大 啟動(dòng)完成二層電流沖擊 較大 小 小 小 可否串在電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組 不可以 可以 不可以 不可以 維護(hù)工作量 小 較大 小 小 啟動(dòng)完成后是否被旁路 是 是 不一定 是 對(duì)環(huán)境溫度的要求 較低 較高 較高 較低 惡劣環(huán)境的耐受力 較強(qiáng) 較弱 較弱 較弱 第 2 章 交流電機(jī)啟動(dòng) 9 要機(jī)械冷風(fēng),給成套 帶來(lái)很大的困難: ③ 晶閘管長(zhǎng)期在線(xiàn)運(yùn)行給電網(wǎng)帶來(lái)高次諧波污染: ④ 晶閘管作為開(kāi)關(guān)元件長(zhǎng)期工作其可靠性遠(yuǎn)低于機(jī)械開(kāi)關(guān): ⑤ 造價(jià)昂貴用戶(hù)難以接受: ⑥ 由于晶閘管造型和考慮散熱,因此體積大。 是否易于實(shí)現(xiàn)軟停止 不能 難 易 較易 河北師范大學(xué)職技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 8 軟啟動(dòng)器的運(yùn)行方式及選型 (1)在線(xiàn)運(yùn)行軟啟動(dòng)。 用微電子通過(guò)晶閘管實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng),調(diào)節(jié)快速性好,是毫秒級(jí)的,閉 環(huán) 控制,啟動(dòng)方式簡(jiǎn)單化。 電抗器、液阻、晶閘管、磁控的性能比較表格 電抗器 液阻 晶閘管 磁控 軟啟動(dòng)的基本性能 一級(jí)降壓?jiǎn)?dòng),無(wú)法實(shí)現(xiàn)恒流 軟 啟動(dòng),對(duì)負(fù)載個(gè)性適應(yīng)性差,易損壞。 (3) 晶閘管 軟啟動(dòng)的啟動(dòng)方式: 根據(jù)電機(jī)不同負(fù)載的要求 晶閘管 啟動(dòng)器一般都具備以下三種啟動(dòng)方式: 電壓控制啟動(dòng)方式、限流啟動(dòng)方式、轉(zhuǎn)矩加脈沖突跳啟動(dòng)方式。它是接在三相交流電源與三相交流電動(dòng)機(jī)之間的電力電子裝置。 電子軟啟動(dòng)可以滿(mǎn)足電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)、軟停機(jī)及運(yùn)行過(guò)程中功率因數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)。 晶閘管軟啟動(dòng)器的性能 (1)晶閘管 軟啟動(dòng)裝置采用電力電子集成電路,由 PLC或單片機(jī)數(shù)字控制的調(diào)壓 (電流 )節(jié)能的電機(jī)軟啟動(dòng)設(shè)備。 傳統(tǒng)啟動(dòng)方式存在的問(wèn)題 以上幾種加壓?jiǎn)?dòng)方式,不論是采取星形 /三角形轉(zhuǎn)換器、自耦變壓器降壓、自耦變壓器降壓和串聯(lián)電抗器或水電阻,都是在原電機(jī)系統(tǒng)中增加一個(gè)降壓或限流設(shè)備,這樣就使系統(tǒng)變得復(fù)雜了,其缺點(diǎn)是:一是設(shè)備系統(tǒng)復(fù)雜不便于操作和管理,增加了故障點(diǎn),特別是有二次電流沖擊,使設(shè)備故障率高,需要經(jīng)常維護(hù),所以不宜使用在頻繁啟動(dòng)的設(shè)備上;二是設(shè)備的體積大,重量重,且要消耗較多有色金屬,耗電量增加,維修成本高;三是,調(diào)整不靈活,會(huì)有較大 的電流沖擊,且不利于安全運(yùn)行。 但基于液阻限流,液阻箱容積大,且一次軟啟動(dòng)后電解液河北師范大學(xué)職技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 通常會(huì)有 10℃ ~ 30℃ 的溫升,使軟啟動(dòng)的重復(fù)性差;移動(dòng)極板需要有一套伺服機(jī)構(gòu),移動(dòng)速度較慢,難以實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)方式的多樣化;液阻軟啟動(dòng)裝置液箱中的水,需要定期補(bǔ)充。其阻值正比于二塊電極板的距離,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,且液阻的熱容量大。 但頻敏變阻器成本高。 但電抗器成本高。 但其起控電壓在 200V左右,用戶(hù)不可調(diào)整,會(huì)有較大的電流沖擊,且體積較大。 缺點(diǎn)是體積大,重量重,且要消耗較多有色金屬,故障率高,維修費(fèi)用高。 (2) 自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng):自耦變壓器高壓邊接電網(wǎng),低壓邊接電動(dòng)機(jī),一般有幾個(gè)分接頭,可選擇不同的電壓比,相對(duì)于不同啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的負(fù)載,在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后再將其切除。 啟動(dòng)電壓較運(yùn)行電壓降低了 3倍。 傳統(tǒng)的降壓?jiǎn)?dòng)有以下幾種方法 : (1) 星形 /三角形轉(zhuǎn)換器:這種方法適用于正常運(yùn)行時(shí)定子繞組采用 △ 接法的電動(dòng)機(jī)。 第 2 章 交
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