电气工程及其自动化专业综合实践论文

电气工程及其自动化专业综合实践

论文

题目:数字存储式交流电机

软起动装置的组装与调试

本次专业实验实习是数字存储式交流电机软起动装置的组装与调试，通过驱动电路，控制电路与晶闸管触发电路等一系列的调控。其中，驱动电路接入三项脉冲波通过电路的滤波整流后输出晶闸管的触发脉冲，这里的脉冲用于直接控制输出电压的大小。控制电路在其中起到指示、调节、错相序保护的功能。由此几部分协调调节三项输出电压以达到对三项异步电机启动电压的调节，最终达到使三相异步电机软起动的目的。

关键词：

滞环过零比较；

锁相环倍频；

单稳延时；

输出封锁；

超低频率；

错相序封锁；

单稳移相；

模式选择控制电路；

晶闸管驱动；

交流电源；

三项异步电机；

灯箱；

数字存储式交流电机软起动装置应用在广泛的交流电动机大多数以反电势为主的负载，启动电流非常大，严重影响电动机的使用寿命并危害电网的安全运行。随着电子技术、半导体技术、计算机技术的发展，一种新型起动装置—异步电动机软起动器诞生了。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，还能降低起动电流，通过计算机通讯接口实现智能控制。软起动器主要由串接于定子回路的具有限流作用的电力器件--实现限流起动。通过改变晶闸管的导通角，改变加到定子绕组的三相电压，实现软起动。起动时晶闸管的导通角从00开始上升，逐渐增大，直到起动结束。目前软起动器的起动有以下几种起动方式：限流起动、电压控制起动、转矩控制起动、转矩加突跳控制起动、斜坡电压起动本次实践中即使采用电压控制启动。

限流起动主要用在主要用在轻载起动的负载，降低起动压降。电压控制起动主要用在轻载起动的场合，在保证起动压降下发挥电动机的最大起动转矩缩短起动时间，是较优的轻载软起动方式。转矩控制起动用在重载起动，将电动机的起动转矩由小到大线性上升，起动平滑，柔性好，缺点是起动时间长，是较优的重载起动方式。转矩加突跳控制起动也是用在重载起动，不同的是在起动的瞬间用突跳转矩克服电动机的静转矩，然后转矩平滑上升，缩短起动时间，但是，突跳会给电网发送尖脉冲，影响电网安全运行，要特别引起注意。斜坡电压起动是电压由小到大斜坡线性上升，将传统的降压起动从有级变成了无

级，主要用在重载起动。

综上所述，目前较适用的和比较先进的软起动方式应是电压控制起动、转矩控制起动、转矩加突跳控制起动。

软起动器作为新一代的工业控制装置，以其优越的起动性能而广泛应用于冶金、化工、电力、煤炭、水利、轻工等各个行业。

1、系统组成及其控制原理

1.1交流电机降压启动原理

降压起动的目的：降低起动电流Ist 。 图1 感应电机机械特性

降压后的机械特性:

212

1U T U T st m ∝∝。

交流电机轻载时降压运行，可以提高电机效率，避免大马拉小车现象，节约了电能。 。

图2 电机效率曲线

1.2双向晶闸管的相控调压

普通晶闸管：两个普通晶闸管反并联，输入两路脉冲。

双向晶闸管(KS)：两个主电极T1、T2，一个 图4 单双向晶闸管示

意图

门极G。通常在G-T2之间加入触发脉冲，使其导通。

触发脉冲的时序波形及相控电压波性：触发脉冲经过高频调制，以减小脉冲变压器的体积。

相控调压的缺点：功率因数低，

电流非正弦对电网有谐波污染。

软起动：电机刚起动时α较大。α

逐渐减小，转速接近稳态时α=0︒。

α的调压可控范围：ϕ~180︒。

图5 相控调压触发角示意

图

1.3控制系统硬件电路分析

由于交流电机转速与其端电压成正比，而端电压大小取决于导通脚大小，因此，通过控制导通角的大小就可以控制电机转速。

1、EEPROM 存储模式及触发脉冲的产生

A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12CE OE WE NC

109876543252421232D0D1D2D3D4D5D6D7

1112131516171819

2022271

AT28C64管脚图 AT28C64原理图 1.4 EEPROM 存储模式及触发脉冲的产生

电可擦出的可编程 ROM ，简称EEPROM 。有四种工作方式，即读，写，字节擦出，整体擦除。实验中用EEPROM2864.

图6 EEPROM 存储脉冲示意图

图7 EEPROM外部连接图

图8 16种启动方式

模式选择： =150o，……20o，10o，0o，共16种，每个模式占有256B，共占4kB存储空间。

D 1D 0

D 7D 6

…

…

………0000H 0001H

00FEH 00FFH 0100H 0101H

01FEH 01FFH 0200H 0201H

…0FFEH 0FFFH

0EFEH 0EFFH 0F01H

0F00H

1.5锁相同步倍频器 集成电路：CD4046、74LS393

组成：鉴相器（PD ）、低通滤波器（LPF ）、压控振荡器（VCO ）、8位计数器

作用：完成工频50Hz 的同步和256倍频。

0#

模式

1#

模式

15#

模式

图9 CD4046

图10 鉴相器输出特性 1.6滞环比较器

1

o 256f f ⨯=2

1f f =256

/o 2f f =