分级变频软起动器触发控制策略研究与仿真.pdf

第 24卷第 l0期 电 力 科 学 与 工 程 Vo1．24．NO．10 2008年 12月 ElectricPowerScienceandEngineering Dec．，2008 分级变频软起动器触发控制策略研究与仿真 阎 超，石新春 (华北电力大学 电气与电子工程学院，河北 保定071003) 摘要：介绍了分级变频软起动器的工作原理，限制电机起动电流的软起动器。这种软起动器对传统软起动 器的电路结构进行了改造，通过对晶闸管的控制实现对电压频率的离散控制，即分级变频。经过对子频率 的相位研究，采用转矩最大的正序组合并在频率分级起动的同时结合调压起动的方法。最后通过仿真试验， 证明了此种分级变频调压软起动器可以有效地提高起动转矩降低起动电流。 关键词：分级变频；电机软起动；晶闸管触发 中图分类号：TM921 文献标识码：A 者研究的热点 。 O 引 言 1 分级变频原理 三相交流电动机发明以来，经历了l00多年的 发展历程。在此期间，三相交流异步电动机因其结 根据电机的转矩计算公式 构简单、运行可靠和价格便宜而被广泛采用。据统 “一： 瓦 r¨1、 计，其耗电量 占全国发 电量的30％以上 1【]。然而， 电动机的起动特性却一直不理想。众所周知，电动 可知，在定子电压下降的同时将频率下调，将会减 机起动时刻出现的起动电流一般高出额定电流 3～7 少电动机转矩的损失，就可以提高传统软起动器的 倍，最高可达电动机额定电流的 15倍。这样大的 起动转矩 。分级变频就是使传统软起动器输出电 电流不仅加重了进线、供电电网以及接在电动机前 压的频率从一个较低的值开始，分级上升，最后达 面的开关电器的负荷，而且同时出现的巨大转矩冲 到50Hz。离散频率控制虽然可以实现变频，但不 击又会使电动机发生猛烈的冲振，并且也给用作动 能使频率连续地变化，只能使频率分级离散地变 力传输的辅助设备 (例如三角皮带、变速机构)和 化，而且各级频率都是 50Hz的 1／n，即50Hz的 做功的机械设备带来不可避免的机械冲击 口。晶闸 分频 。 管调压软起动器能限制起动 电流 ，在轻载场合下具 通过控制晶闸管的导通，可以导通工频 50Hz 有节能的优点，但很难满足如球磨机、粉碎机、矿 的几个半波，关断几个半波，从而可得到不同频率 井起重机等场合的需求 。在 电机起动过程中，采 的电压。这种分频方式是分级的，得到的子频率为 用变频器可以具有起动电流小，起动转矩大等优 r，(，为 自然数)，如：25Hz，50／3Hz，l2．5Hz， 点，但是这种变频器的造价过高，在不需要调速的 10Hz和 6．25Hz等。以单相为例，如图l。 场合不能充分的发挥其价值。如何降低起动 电流， 工频角速度∞。与分频后子频率的角速度CO。的 增大起动转矩 ，同时经济适用，成为国内外机 电行 关系如下： 业专家们探讨的重要课题。自AntonioGinart提