电机启动的方式.doc

电机启动的几种方式

摘要：自从第1台电动机问世以来，工程师们就一直在寻找一种合适的方法以避免电动机的突然、剧烈启动。曾经也试过好几种“方法”，但是这些“方法”都必须借助其它的物体才能达到目标，无一能从根本上解决这一问题。不过，新型软启动器问世最终解决了这一难题。本文参照《工厂电气控制技术》简单的布线与电子力学相结合，成功地开发出一系列新型软启动器，使软启动研究又前进了一大步。这种新型软启动器不仅可以在电动机启动过程中对电流和电压实现超级电子控制。
关键词：电动机软启动器

引言：
滑雪的人都明白这样一个道理：突然、急剧的拉动容易使人摔倒。而在工业应用方面，许多企业每年都要为他们所使用的电动机（用于驱动风扇、压碎机、搅拌器、水泵、传送带等等）的这种突然、急剧启动浪费数百万美元，每天都有数不尽的交流电动机在不必要的处于重荷之下。
交流电动机的这种突然而剧烈的启动主要会造成以下几个方面的损失：（1）直接在线启动或星－三角启动产生的电压和电流瞬变容易导致电气故障。电压和电流的瞬变现象可能导致当地的电网过荷，从而引起不良的电压变化，并最终影响到同电网中的其它电气设备。（2）导致从电动机到启动设备及到强应力等这一整个驱动链的机械故障。（3）运行故障：例如使管路系统产生压力振动，对传送带上的产品造成损坏，以及使电梯乘坐不舒适。此外，经济效益问题也是很明显的：每一个技术问题，每一次的故障，都会因维修甚至暂停生产而导致经济损失。在工业企业的生产中，这就会导致预算外生产成本的增加。
一、软启动器的工作原理:
控制交流异步电机的电机转距与加在定子端的电压平方成正比，同时电机电流与定子电压成正比。因此可以通过控制加在电机定子上的电压对电机加速转距和启动电流进行限制，以降低电机启动时所产生的过高启动电流和启动力矩。电压的变化可通过控制晶闸管的导通角来实现。软启动器主回路每相由两只晶闸管反并联，采用全数字无矢量控制技术。工作时，CPU收到控制信号后，根据用户的设定自动控制晶闸管触发脉冲移相，使得电机按设定的曲线平滑启动。启动结束后，CPU发出信号，使旁路真空接触器进入正常工作状态，晶闸管暂停工作。需要停车时，给出停车信号，CPU控制真空管接触器断开，同时控制晶闸管触发脉冲移相（与启动时方向相反），由晶闸管完成软停车过程。惯性停车时，CPU直接控制真空接触器断开，电机断电，实现惯性停车。二、软启动器的开发历程
随着国民经济的飞速发展，科学技术的日新月异，智能控制系统得到了广泛的应用。如：智能大厦、无人值守泵站、无人值守供热站、各种遥控调度系统、生产作业自动化等等。这正是国家实现科学技术现代化的重要标志，也是每一个技术人员肩负的重要责任。智能控制技术的应用，给我们提出了很多要求。如电网的波动性，执行机构的智能配套等都要求越来越严格。作为重要驱动执行机构的电动机来说，它的控制方式受到广大技术人员的高度重视。既要为智能控制打下良好基础，又要降低电动机起动时对电网的冲击。所以，只得在电动机的起动设备上做工作。鼠笼型异步电动机电机软起动器的诞生给技术人员解决了这个问题。它既能改变电动机的起动特性保护拖动系统，更能保证电动机可靠起动，又能降低起动冲击。然而交流电动机的启动问题由来已久，人们一直在试图找出一种能够彻底解决问题的办法，在此过程中，先后主要研究开发了下面几种启动方式。(一)星－三角启动器:
星－三角启动器是一个较早的解决办法。在启动过程中，电网的相位接头和中性接头之间，电动机定子绕组与启动器进行星型连接，从而可以降低电动机电压，及至降低电流大约；见图1一旦克服主惯量之后，电动机定子绕组在电网相位接头之间的连接就呈三角形，以获得满电压和功率。然而，这种启动器不能从根本上消除机械和电气瞬变现象，只能使其稍微减弱，使他们穿过时间轴上的两个点——从随后的星－三角切换至原点。星－三角启动法只适用于正常工况，在其它工况下，从星形到三角形之间的切换有时候比直接在线启动情况还要糟糕。因此，星－三角启动器对于该问题来说只能算是一个粗浅而有限的解决办法。(二)滑环电动机另一个早期的解决办法就是滑环电动机，该电动机由一个经滑环与转子电路连接的启动变阻器启动。采用这种方法，虽然电动机的扭矩仍能维持在足以启动负荷的必要水平，但启动电流已经降低了。在启动过程中，电动机获得速度，转子电阻逐渐降低，一旦启动变阻器完全脱离电路，电动机就可达到其最大转速，转子绕组也在该点短路，因此，电动机由此点开始作为普通的鼠笼式电动机运行。滑环电动机的优点是扭矩较高而启动电流受到限制，主要适用于启动负荷较高的电动机，如压碎机和磨坊用电动机；而其不利之处就在于它的机械和电气结构过于复杂，且电刷、滑环、电阻器和接头的使用又使成本（包括维护成本）增加，可靠性降低。

图1直接在线启动(Dol)星—三角启动软启动