《软启动技术在大功率异步电动机的应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《软启动技术在大功率异步电动机的应用（24页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date软启动技术在大功率异步电动机的应用分类号 密级淮安信息职业技术学院毕业论文选题软启动技术在大功率异步电动机的应用设计学生姓名李学虎学 号47062023系 部电气工程系专 业电子设备与运行管理班 级470620指导教师李瑞年 【副教授】顾问教师劳士天 【高工】二九年六月-摘 要三相交流异步电动机在启动时都会产生26倍于额定电流。的启动电流对大功率电机来说，无疑会对电网
2、、控制装置造成降压、跳闸等影响，同时也对电机本身的定子、转子的绝缘性能以及输出机械产生较大的破坏作用。目前常用的降压方法无法很好的解决这种问题，随着可控硅技术的发展，利用晶闸管交流调压器实现大功率三相异步电动机的电机软启动已成为国际上研发的课题之一。软启动的限流特性可有效限制浪涌电流,避免不必要的冲击力矩以及对配电网络的电流冲击,有效地减少线路刀闸和接触器的误触发动作，对频繁启停的电动机,可有效控制电动机的温升,延长电动机的寿命。关键词：电动机 软启器 目 录摘 要I目 录III第一章 A交流电机的软启动11.1交流电机直接启动的危害11.1.1解决方案11.2电动机软启动分类21.21液阻软
3、启动21.2.2晶闸管软启动21.2.3磁控软起动31.2.4变频器4第二章 B电动机斩波软启动原理52.1软启动技术应用的必要性52.2电动机斩波软启动原理62.3与传统降压启动的不同之处7第三章 C应用83.1QJR-250（160）/1140（660）概述83.2技术特性93.3工作原理及工作过程9第四章 总结与展望13软启动器总结13软启动器展望13致 谢14参考文献15第一章 交流电机的软启动1.1交流电机直接启动的危害正文部分交流电动机在全压直接起动时，起动电流会达到额定电流的4-7倍，当电机的容量相对较大时，该起动电流会引起电网电压的急剧下降，影响同电网其它设备的正常运行。 交流
4、电动机直接全压启动对电网的影响主要表现在两个方面:一方面超大型电机直接起动的大电流对电网的冲击几乎类似于三相短路对电网的冲击，常常会引发功率振荡，使电网失去稳定。另一方面交流电动机的起动电流中含有大量的高次谐波，会与电网电路参数引起高频谐振，造成继电保护误动作、自动控制失灵等故障。交流电动机全压直接启动会伤害电动机内部绕组的绝缘，降低电机使用寿命：大电流产生的焦耳热反复作用于导线外绝缘，使绝缘加速老化、寿命降低;大电流产生的机械力使导线相互摩擦，降低绝缘寿命;高压开关合闸时触头的抖动现象会在电机定子绕组上产生操作过电压，有时会达到外加电压的5倍以上，这样高的过电压会对电机绝缘造成极大伤害。交流
5、电动机软起动时，最大电流降低一半左右，瞬间发热量仅为直起的1/4左右，绝缘寿命会大大延长；软启动时电机端电压可以从零起调，可完全免除过电压伤害。交流电动机直接全压启动产生的电动力对电机的伤害：大电流在电机定子线圈和转子鼠笼条上产生很大的冲击力，会造成夹紧松动、线圈变形、鼠笼条断裂等故障。当采用软启动时，由于最大电流小，则冲击力大大减轻。交流电动机直接全压启动会对机械设备的产生伤害，全压直接起动时的起动转矩大约为额定转矩的2倍，这么大的力矩突然加在静止的机械设备上，会加速齿轮磨损甚至打齿、加速皮带磨损甚至拉断皮带、加速风叶疲劳甚至折断风叶等等。使用软起动的转矩不会超过额定转矩，这样的弊端可以完全
6、克服。超大型电动机的价值都很高，在生产中也都起着核心作用。它的一点故障便会造成很大的经济损失，对它采用完善的保护是非常必要的。比如说对一台电机我们不能指望它的各处绝缘都是完全一致的，可能在某一点就有个薄弱环节，出厂试验时它能通过，但在长时间的冲击下这个薄弱环节会逐渐首先显露出来，使其寿命缩短。如果我们采取软起动，则可以大大延长电机的使用寿命。1.1.1解决方案 正当采用减压起动时，上述危害只有一定程度的降低；当采用软起动时，上述危害几乎完全消失；独立变压器供电方式直接起动只能在电网电压波动方面有所缓解，而其它方面的危害都照样存在。当交流电动机采用软起动，起动电流一般为额定电流的2-3倍，电网电
7、压波动率一般在10%以内，对其它设备的影响非常小，对电网的冲击较小。软启动拥有过载保护功能：软起动器引进了电流控制环，因而随时跟踪检测电机电流的变化状况。通过增加过载电流的设定和反时限控制模式，实现了过载保护功能，使电机过载时，关断晶闸管并发出报警信号。软启动拥有缺相保护功能：电动机工作时，软起动器随时检测三相线电流的变化，一旦发生断流，即可作出缺相保护反应。软启动拥有过热保护功能：通过软起动器内部热继电器检测晶闸管散热器的温度，一旦散热器温度超过允许值后自动关断晶闸管，并发出报警信号。软启动还有其它功能：通过电子电路的组合，还可在系统中实现其它种种联锁保护。1.2电动机软启动分类1.21液阻
8、软启动液阻是一种由电解液形成的电阻，它导电的本质是离子导电。它的阻值正比于相对的二块电极板的距离，反比于电解液的电导率，极板距离和电导率都便于控制。液阻的热容量大。液阻的这两大特点（阻值可以无级控制和热容量大），恰恰是软起动所需要的。加上另一个十分重要的优势即低成本使液阻软起动得到广泛的应用。液阻软起动也有缺点：液阻箱容积大，其根源在于阻性限流，减小容积引起温升加大。一次软起动后电解液通常会有10C30C的温升，使软起动的重复性差。移动极板需要有一套伺服机构，它的移动速度较慢，难以实现起动方式的多样化。液阻软起动需要维护，液箱中的水，需要定期补充。电极板长期浸泡于电解液中，表面会有一定的锈蚀，
9、需要作表面处理（一般2至3年一次）。液阻软起动装置不适合于置放在易结冰或颠簸的现场。热变液阻软起动装置是通过液阻本身在软起动过程中的温升，借助电解液电导率与温度的正相关性实现无极板伺服机构的软起动。但是，其可行性大可质疑：它的限流器件不具备限流能力易控性，装置对使用环境温度要求高，软起动重复性差。液阻软起动装置可以串在绕线电动机转子回路实现重载软起动，售价低廉，在软起动过程中不产生高次谐波等等，则是它突出的优点。1.2.2晶闸管软启动正晶闸管软起动产品问世不过30年左右的时间。它是当今电力电子器件长足进步的结果。10年前，电气工程界就有人指出，闸管软起动将引发软起动行业的一场革命。目前在低压（
10、380伏）范围内，晶闸管软起动产品价格已经下降到液阻软起动的大约2倍。而其主要性能却大大优于液阻软起动。与液阻软起动相比，它的体积小、结构紧凑，几乎免维护，功能齐全，菜单丰富，起动重复性好，保护周全，这些都是液阻软起动难以望其项背的。但是晶闸管软起动产品也有缺点。一是高压产品的价格太高，是液阻的510倍，二是晶闸管引起的高次谐波较严重，三是对于绕线转子异步机无所作为。在这几个缺点中，价格高是制约其发展的主要因素。对于贫者，无力选用它；对于富者，直接选用高压变频装置。这就是高压晶闸管软起动比较受冷落的原因。生产高压晶闸管软起动装置的厂家主要是：Rockwell、Motortronics、Bens
11、haw等三家国外厂家，国内据说某研究所近期会有此类产品问世。晶闸管（SCR）软启动应用最为广泛。其启动类型有:不限流软启动,启动时,使启动电流以一定斜率不断上升,直至启动完毕,期间对启动电流不加任何限制。这种启动方式因为没有对启动电流进行限制,所以对电网冲击较大,一般不使用,适应重载启动场合。斜坡恒流软启动。该启动方式是在电机启动的初始阶段启动电流逐渐增加,当电流达到预先所设定的值后保持恒定,直至启动完毕。在启动过程中,电流上升变化的速率是可以根据电动机负载调整设定。电流上升速率大,则启动转矩大,启动时间短。这种启动方式应用得最多,尤其适用于风机、泵类负载的启动。脉冲冲击启动。启动一开始在极短
12、的时间里,使晶闸管接近于全导通,然后恢复至较小导通角,进行正常的恒流软启动。适用于启动时静摩擦力矩较大的场合。阶跃启动。阶跃启动方式是在开机时以最短时间使启动电流迅速达到设定值,通过调节启动电流的设定值,可以达到快速启动的效果。1.2.3磁控软起动磁控软起动是从电抗器软起动衍生出来的。用三相电抗器串在电动机定子实现降压是两者的共同点。磁控软起动不同于电抗器软起动的主要点是其电抗值可控。总体说来，起动开始时电抗器的电抗值较大，在软起动过程中，通过反馈调节使电抗值逐渐减小，及至软起动完成后被旁路。电抗值的变化是通过控制直流励磁电流，改变铁芯的饱和度实现的，所以叫做磁控软起动。因为磁饱和电抗器的输出
13、功率比控制功率大几十倍，它也可以称为“磁放大器”。由于它不具有零输入对应零输出的特点，所以，不建议采用“磁放大器”这一词。磁饱和电抗器有三对交流绕组（每相一对）和三相共有的一个直流励磁绕组。在交流绕组里流过的是电动机定子电流，它必然会在直流励磁绕组上感应出电势。后者会影响励磁回路的运行。用一对交流绕阻的主要原因就是为了抵消这种影响。显然，电抗值的调节是静止的、无接触的、非机械式的。这就为微电子技术的介入打开了大门。所以，在工作原理上磁控软起动与晶闸管软起动是完全相同的。说磁控软起动能够实现软停止，能够具有晶闸管软起动所具有的几乎全部功能，其原因盖出于此。高压磁饱和电抗器在原理和结构上与低压（3
14、80伏）磁饱和电抗器没有本质区别，但是在某些方面采取了一些特殊处理。磁饱和电抗器具有0.1秒量级的惯性，这使得磁控软起动的快速性比晶闸管软起动慢一个数量级。对于电动机系统的大惯性来说，磁控软起动的惯性是不足为虑的。1.2.4变频器变频调速装置也是一种软起动装置，它是比较理想的一种，它可以在限流的同时保持高的起动转矩。价格贵是制约其推广应用的主要因素。人们购置变频调速装置一般都是着眼于调速，采用变频调速启动，启动时具有良好的静、动态性能，即使是在低速情况下也能随意调节电动机转矩，能以恒转矩启动电动机，启动电流可以限制在的额定电流以下。变频调速启动适用于较大启动转矩的负载，一般是大于 的场合，如往
15、复式空压机、离心分离机、带负载的输送机、破碎机、螺旋式或如旋转式空压机、离心式风机、离心泵、空载启动的输送机及各种空载启动的设备。所以，常常不把它归类于软起动装置。在电动机定子回路，通过串入有限流作用的电力器件实现软起动，叫做降压或限流软起动。它是软起动中的一个主要类别。高压降压软起动又是其中的一个重要类别。第二章 电动机斩波软启动原理2.1软启动技术应用的必要性电动机启动一般采用自耦减压、星-角变换减压启动方式,其中最常用的是星-角变换降压启动方式,该方式下电动机的转矩与加在电动机定子上的电压的平方成正比,降压启动是指电动机在启动过程中降低加在电动机定子绕组的电压,假设启动电压U =0.5Ue,则电动机启动时的转矩为0.25
