基于單片機(jī)的電機(jī)軟啟動(dòng)器設(shè)計(jì)

1、中北大學(xué)2014屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書1緒論緒論1.1三相異步電動(dòng)機(jī)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀三相異步電動(dòng)機(jī)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀我國軟起動(dòng)技術(shù)起步于上世紀(jì)80年代早期，目前生產(chǎn)電機(jī)啟動(dòng)器的廠家很多，先后也推出了多種品牌的軟起動(dòng)器。但由于國內(nèi)自主開發(fā)和生產(chǎn)的能力相對(duì)較弱，對(duì)國外產(chǎn)品的依賴還是很嚴(yán)重。在技術(shù)上和可靠性上與國外同類產(chǎn)品尚有一定的差距。所以在整個(gè)軟起動(dòng)器市場(chǎng)上，占據(jù)統(tǒng)治地位的還是國外產(chǎn)品，國內(nèi)產(chǎn)品所占的份額還是很低。目前市場(chǎng)上生產(chǎn)的軟啟動(dòng)器主要以機(jī)械式

2、和三相反并聯(lián)晶閘管方式為主。機(jī)械式啟動(dòng)器是目前使用比較廣泛的啟動(dòng)方式，但它是有級(jí)起動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生二次沖擊電流，啟動(dòng)電流仍然為標(biāo)稱電流的3~4倍，且有體積大、噪音大、維護(hù)費(fèi)用高、無法適應(yīng)惡劣環(huán)境等諸多弊端。近三十年來，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，使無電弧開關(guān)和連續(xù)調(diào)節(jié)電流成為可能。電力半導(dǎo)體開關(guān)器件具有無磨損、壽命長(zhǎng)、功耗小等特點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)代控制理論及微機(jī)控制技術(shù)，為實(shí)現(xiàn)電機(jī)的軟起動(dòng)提供了全新的思路。要突破傳統(tǒng)的啟動(dòng)方式，是離不開電力電子技術(shù)和微機(jī)

3、控制技術(shù)的發(fā)展的。目前在國外，發(fā)達(dá)國家的電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)產(chǎn)品主要是固態(tài)軟起動(dòng)裝置——晶閘管軟起動(dòng)和兼作軟起動(dòng)的變頻器。在生產(chǎn)工藝兼有調(diào)速要求時(shí)，采用變頻裝置。在沒有調(diào)速要求使用的場(chǎng)合下，起動(dòng)負(fù)載較輕時(shí)一般采用晶閘管軟起動(dòng)。在重載或負(fù)載功率特別大的時(shí)候，才使用變頻軟起動(dòng)。晶閘管軟起動(dòng)裝置是發(fā)達(dá)國家軟起動(dòng)的主流產(chǎn)品，各知名電氣公司均有自己晶閘管軟起動(dòng)的品牌，在其功能上又各具特色。例如GE公司生產(chǎn)的ASTAT智能電機(jī)軟起動(dòng)器；ABB公司生產(chǎn)的PS

4、T、PSTB系列電機(jī)軟起動(dòng)器；施耐德公司的ATS46軟起動(dòng)器；德國SIEMENS公司的3RW22SIKOSTART軟起動(dòng)器等等。目前，國外對(duì)晶閘管三相交流調(diào)壓電路的研究己經(jīng)從對(duì)控制電壓、控制電機(jī)電流的開環(huán)、閉環(huán)方式，發(fā)展到通過建立比較準(zhǔn)確實(shí)用的數(shù)學(xué)模型，找到適用于三相交流調(diào)壓電路電機(jī)負(fù)載的控制方法，從而使三相交流調(diào)壓電路電機(jī)負(fù)載性能更優(yōu)。另一方面，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，異步電動(dòng)機(jī)向更加可靠、方便性好、小型化方向發(fā)展。中北大學(xué)2014屆

5、畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書2三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制的研究三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制的研究交流三相異步電動(dòng)機(jī)的傳統(tǒng)啟動(dòng)技術(shù)，如定子串電阻電抗器啟動(dòng)、自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)、星形三角形降壓?jiǎn)?dòng)、轉(zhuǎn)子串電阻或頻敏變阻器啟動(dòng)等，在交流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)技術(shù)發(fā)展過程中都有過重要應(yīng)用。但隨著晶閘管技術(shù)的發(fā)展，三相交流調(diào)壓軟啟動(dòng)器因?yàn)榫哂行阅芰己谩a(chǎn)品多樣、電壓可連續(xù)調(diào)節(jié)以及轉(zhuǎn)矩或電流可閉環(huán)控制等優(yōu)點(diǎn)，使得電子軟啟動(dòng)器得到了深入而廣泛的發(fā)展，成為軟啟動(dòng)市場(chǎng)中的主流產(chǎn)品。2.

6、12.1三相異步電機(jī)的啟動(dòng)方法三相異步電機(jī)的啟動(dòng)方法三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法主要有直接起動(dòng)、傳統(tǒng)減壓?jiǎn)?dòng)和軟啟動(dòng)三種啟動(dòng)方法。下面就分別做詳細(xì)介紹。2.1.1直接起動(dòng)直接起動(dòng)，也叫全壓起動(dòng)。起動(dòng)時(shí)通過一些直接起動(dòng)設(shè)備，將全部電源電壓(即全壓)直接加到異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組，使電動(dòng)機(jī)在額定電壓下進(jìn)行起動(dòng)。一般情況下，直接起動(dòng)時(shí)起動(dòng)電流為額定電流的3～8倍，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的1～2倍。根據(jù)對(duì)國產(chǎn)電動(dòng)機(jī)實(shí)際測(cè)量，某些籠型異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流甚至

7、可以達(dá)到8～12倍。直接起動(dòng)的起動(dòng)線路是最簡(jiǎn)單的，如圖2.1所示。然而這種起動(dòng)方法有諸多不足。對(duì)于需要頻繁起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，過大的起動(dòng)電流會(huì)造成電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱，縮短電動(dòng)機(jī)的使用壽命；同時(shí)電動(dòng)機(jī)繞組在電動(dòng)力的作用下，會(huì)發(fā)生變形，可能引起短路進(jìn)而燒毀電動(dòng)機(jī)；另外過大的起動(dòng)電流，會(huì)使線路電壓降增大，造成電網(wǎng)電壓的顯著下降，從而影響同一電網(wǎng)的其他設(shè)備的正常工作，有時(shí)甚至使它們停下來或無法帶負(fù)載起動(dòng)。這是因?yàn)門s及Tm均與電網(wǎng)電壓的平方成正比，電網(wǎng)電壓