基于變頻的重載軟啟動器研制.pdf

1、三相交流感應電動機作為當今社會工業(yè)生產(chǎn)中常用的動力能源,在現(xiàn)代社會中的作用越來越大,特別是由于其簡單的結構、重量和體積盡可能的小、成本低、易于維護等特點使其應用的更為廣泛。但是對于功率較大的電機如果采用直接啟動的方式對電網(wǎng)的電流沖擊比較大,一般會是電流額定值的5～8倍,甚至更高,影響電動機的使用壽命,導致大量的能量被消耗。大的啟動電流還會造成較大的線路壓降,進而影響同一變壓器上的其它用電設備的正常工作。所以,如果能夠改善異步電動機的啟動

2、性能,將有很高的經(jīng)濟價值。
　　 在分析異步電動機的啟動過程的基礎上,推導了軟啟動異步電動機的原理,分析比較了幾種軟啟動方式的優(yōu)劣和軟啟動器的幾種運行方式。采用降壓啟動裝置或常規(guī)軟啟動器起動又很難提供足夠大的啟動轉(zhuǎn)矩,無法實現(xiàn)重載啟動。
　　 分析了基于交流調(diào)壓方式的軟啟動器。這種軟啟動器通過控制晶閘管的導通角改變軟啟動器的輸出電壓實現(xiàn)電動機的平滑啟動。這種啟動方式可以降低啟動時的沖擊電流和沖擊轉(zhuǎn)矩,還可以根據(jù)現(xiàn)場工況調(diào)

3、節(jié)工作方式,適應性、可靠性和靈活性更強。但仍存在降低啟動電壓的同時也會帶來電磁轉(zhuǎn)矩的嚴重下降的缺陷,從而使其只能用于輕載運行的工況下。但是在許多現(xiàn)場中(如:球磨機、粉碎機、礦井起重機等),常常對于啟動轉(zhuǎn)矩的要求較高,也就是要求能夠重載啟動異步電動機。對于此,本課題主要研究如何利用分級變頻的原理來提高異步電動機的啟動性能和啟動轉(zhuǎn)矩,并研究設計了重載軟啟動器的軟硬件控制系統(tǒng)。
　　 本課題的主要內(nèi)容有:
　　 1)闡述晶閘管

4、出現(xiàn)前交流異步電動機的傳統(tǒng)啟動技術。
　　 2)詳細闡述了三相晶閘管調(diào)壓軟啟動和分級變頻軟啟動的原理,并對其諧波電壓進行分析。
　　 3)在不改變常規(guī)晶閘管軟啟動裝置主電路原結構的基礎上,采用分級變頻的方式提高啟動轉(zhuǎn)矩。通過控制觸發(fā)角的導通時刻實現(xiàn)電壓頻率的改變,同時通過分析選擇該控制方式下的正序?qū)ΨQ、負序?qū)ΨQ和不平衡情況下的相位角,以及觸發(fā)角最佳的組合。同時還對分級變頻各級子頻率如何選取,如何計算觸發(fā)角等問題進行了研究

5、。
　　 4)介紹了一種采用ARM+CPLD結構作為系統(tǒng)控制核心,以AT89C52實現(xiàn)系統(tǒng)操作界面和顯示處理單元的設計,通過RS485進行數(shù)據(jù)通訊,通過三組反并聯(lián)晶閘管作為控制元件的結構構成三相異步電動機軟啟動控制和保護系統(tǒng)的模式。分析了硬件系統(tǒng)中各部分電路的功能和作用,并完成了硬件電路的設計與制作。
　　 5)該設計中CPU(STM32)主要完成算法運算和運行的監(jiān)控,CPLD主要是結合STM32產(chǎn)生軟啟動觸發(fā)脈沖控制信