三相异步电机软启动器PPT教学教材.ppt

论文题目：交流电机软起动器设计 答辩人：XXX 指导老师：XXX 2012年6月 交流电机软起动器设计 设计要求： 1．了解交流异步电动机软起动器的现状与发展； 2. 掌握交流异步电动机软起动的特点、基本工作原理和典型构成； 3. 构建一套以PLC、DSP或单片机为控制核心的软起动控制系统； 毕业设计（论文）主要内容： 交流异步电动机软起动器的技术现状与研究方向； 交流异步电动机起动特性及软起动器原理； 软起动系统硬件的设计； 软起动控制系统软件设计思想和关键程序的说明； 课题研究的背景： 电动机是重要的动力装置，已被广泛用于工业、农业、交通运输国防军事设施以及日常生活中。交流电机作为重要的动力装置，因为结构简单、体积小、重量轻、价格便宜、维护方便的特点，在日常生产中更是有着广泛的应用。 交流异步电动机和直流电动机相比存在许多优点，但异步电动机在起动过程中又有许多弊病。如果在不采用任何起动装置的情况下，直接加额定电压到定子绕组起动电动机时，电机的起动电流可达额定电流的4~8倍，其转速也会在很短时间内由零上升到额定转速。同时三相感应电动机起动时的转矩冲击较大，一般可达额定转矩的两倍以上。起动时过高的电流不但会造成严重的电网冲击，给电网造成过大的电压降落，降低电网电能质量，而且会影响其他设备的正常运行；过大的转矩冲击又将造成机械应力冲击，影响电动机本身及其拖动设备的使用寿命。 课题研究的目的及意义 电动机是许多工业企业的主要用电设备，据统计，我国电机所耗电能占整个工业用电的60%~68%，电机采用软起动器起动，能够降低电力损耗，达到节约能源，降低生产成本，提高企业的经济效益。 异步电机是感性负载，在运行中，定子线圈绕组中的电流滞后于电压。软起动器能实现通过降低电机端电压，提高功率因数，减少电机的铜耗、铁耗，达到节能的目的。 软起动器还能在电机起动过程中，通过对电机运行参数的检测，判断电机是否工作在超载、缺相、过热状态，并做出相应的保护措施，保障电机的安全运行。软起动器不但能解决电机运行中实际问题，而且还可以降低能耗，提高设备利用率，减少设备投资和维修费用，延长设备使用寿命。 几种传统的起动方法 传统的起动方法 直接起动 降压起动 简便，电流大，只允许在小容量电动机中使用。 定子串电抗起动 星三角转换起动 自耦变压器起动 简单，二次电流冲击、故障率高 转矩减小，用于轻载 多种负载，笨重、价格贵 电流减小，转矩也减小 软起动器特点 (1) 电力半导体开关是无电弧开关和电流连续的调节，所以软起动器是无级调节的，能够连续稳定调节电机的起动，而传统起动方式的调节是分档的，即属于有级调节范围。 (2) 冲击转矩和冲击电流小。软起动器在起动电机时，是通过逐渐增大晶闸管的导通角，使电机起动电流限制在设定值以内，因而冲击电流小，也可控制转矩平滑上升，保护传动机械、设备和人员的安全。 (3) 软起动器可以引入电流闭环控制，使电机在起动过程中保持恒流，确保电机平稳起动。 (4) 根据负载情况及电网继电保护特性选择，可自由地无级调整至最佳的起动电流，节省电能。 (5) 由于采用微机控制，可在起动前对主回路进行故障诊断，且数字化的控制具有较稳定的静态特性，不易受温度、电源电压及时间变化等因素的影响，因此提高了系统的可靠性，有助于系统维护。同时，软起动器还能实现直接计算机通讯控制，为自动化控制打下良好的基础。 软起动器的原理 晶闸管三相交流调压原理 三相交流调压电路采用三对反并联的晶闸管(或双向晶闸管)实现对交流电正负半周的对称控制，从而达到调节输出交流电压的目的。晶闸管三相交流调压电路的控制方式有通断控制和相位控制两种，虽然相位控制的输出电压波形不是正弦波，并且含有丰富的奇次谐波，在异步电动机中会引起附加的谐波损耗，产生转矩脉动等缺点，但是相位控制由于方法简单并且能够连续地调节输出电压而被广泛应用。根据三相联结形式的不同，三相交流调压电路的结构具有多种形式，例如星形联结、线路控制三角形联结、支路控制三角形联结和中点控制三角形联结等。 软起动器的工作原理 　　　软起动器采用晶闸管三相交流调压电路的星形联结方式，即采用三组反并联的晶闸管串接于三相电源与电动机的定子回路上，利用晶闸管移相控制原理，同过微控制器的控制来改变晶闸管的导通程度，从而使电动机的输入电压按照预定的规律变化。软起动器主电路如图所示 软起动器的起动方式 （3）阶跃起动。开机，即以最短时间，使起动电流迅速达到设定值，即为阶跃起动。通过调节起动电流设定值，可以达到快速起动效果。 （4）脉冲冲击起动。在起动开始阶段，让晶闸管在极短时间内，以较大电流导通一段时间后回落，再按原设定值线性上升，连入恒流