三相异步电动机软启动与调压节能技术的分析
异步电动机控制中软启动技术的应用研究
异步电动机控制中软启动技术的应用研究摘要：电力拖动技术以其简便、高效、经济的控制方式、出色的调节性能以及相对容易实现远程和自动化控制的优点，在机械、石油和冶金等多个行业中得到了广泛的应用。
在工业领域中，中小型电动机是其主要构成部分之一，也是整个系统运行过程中负载变化最频繁的部件。
中小规模的电动机种类繁多，其覆盖范围也相当广泛。
近年来，随着科学技术的快速发展和人们生活水平的提高，对于电动机运行的要求也越来越高。
我国已经崭露头角，成为全球在中小型电动机的生产和使用上数量最多的国家。
随着科学技术的快速进步和社会生产力水平的不断提高，各行各业对电能质量提出更高的要求，这也推动着电动机技术向着更加高效节能方向迈进。
然而，在我国目前的电动机能效标准中，大多数仍然是低效率的IE1，而高效率的IE2和超高效率的IE3电动机正在被广泛采用，电动机的更新换代对我国的经济发展和节能降耗起到了推动作用。
关键词：电动机控制，软启动技术，应用，研究引言如今，异步电动机已经变成了电力设备中广泛使用的动力系统，它触及了人们的日常生活和社会进步的各个领域。
在使用过程当中，交流异步电动机作为一种常见的电力拖动设备，其性能稳定可靠、运行成本低等优势受到广泛关注与青睐。
由于换向问题，传统的直流异步电动机在启动时可能会对电力系统的各个部分产生较大的冲击，甚至可能导致电网电压突然下降，这对电网中的其他电气设备构成了威胁。
因此，需要在原有交流系统上进行改造以实现电动机软启动，并提高电机运行效率，避免产生更大的经济损失。
因此，为了降低传统直流异步电动机对电网中其他电力设备的损害，并确保电力设施的正常使用寿命，软启动技术被广泛应用于更多的异步电动机控制中。
软启动技术是指在电动机起动时通过一定频率、幅值或相位变化来实现电机转速缓慢下降，从而达到降低系统负荷的目的。
与传统的降压启动方法相比，软启动技术具有更广的应用领域和更大的优势，可以使异步电动机平稳地进入运行阶段。
浅谈异步电动机软启动
可靠性 的进一步提 高 ， 未来成为主流产品软起动装置 将是带有软
参考 文 献
［Ｒ锦波， １＇ ］Ｉ 张承慧， 电机与拖动第一版Ｄ 等． 清华大 学 出版社 ，０ ６ ２０． Ｉ李晓钢． ２ １ 异步电动机晶闸管软起动器的应用探讨 串接电抗器起动、＿ Ｙ △起动、自藕变压器将压起动、 电力半导体开关是无电弧开关和电流连续的调 企业技术开发，０ ６（ ） ２ ０ ，８． 所 能够 延边三角形起动。而对绕线式交流电动机， 常采用转 节 ， 以电子 软起动器是 无级调节 的 ， 连续稳定 【 甫荣， ３ 除 交流异步电动机软起动技Ｎ Ｍ． 家电力 Ｉ Ｉ ￣ 子串接频敏变阻器起动、 转子串电阻分级起动。但这 调节电机的起动， 而传统起动的调节是分档的， 即属 公 司热工研 究院 些传统的起动方法都存越一些问题。 于有级 调节范围。 ［黄俊 ， ４ 】 王兆安． 电力电子变流技术第三版 机械 定子 串接电阻起动： 由于外 串 了电阻 ， 在电阻 上 冲击转矩和 冲击 电流小。软起动器在起 动电机 工业 出版社 ． ０ １ ２ ０． 有较 大的有功损耗 ， 别对中型 、 特 大型异 步电动机 更 时 ， 是通过逐 渐增大 品闸管的导通角 ， 电机 起动 电 使 不经济， 因此在降低了起动电流的同时、 却付出了较 流限制在设定值以内， 因而冲击电流小 ， 也可控制转 为氧气与工件碎屑或磨料相混和时可能发生强烈的 级 的精度 和没有缺陷的表面 。 细磨料在 旋转轮 的约 微 化学反应， 此外， 压缩气体要经过过滤和干燥， 以除去 束下和工件表面接触， 通过控制旋转轮的运动就可以 油和水分； 喷射 １ １ 工要在防尘罩内或在吸力足够的吸 得到十分理想的加工精度。 弹性发射加工利用游离磨 尘器 附近 进行 。 料和工件表层材料原子相结合， 然后在加工液动压力 ２ 弹性发目力工 ． ７ 于日 和剪切应力的作用下 ， 磨粒离开结合表面， 从而实现 弹性 发射 加工 （ｌ ｔ ｎｓｉ ｃｉｉ ） Ｅａ ｉ Ｅ ｆｓ ｎＭａｈｎｎ 是 对工件的微去Ｉ 口 弹性发射力 工和传统的加工方 ｓｃ ｉ ｏ ｇ 锄 工。 Ⅱ 由日 Ｍｏ 在 １７ 本 ｒ ｉ ９６年发明的” 原子级尺寸加工方 法相比有以下两个显著的特点： 加工机床的刚度比传 法“ 。其加工系统是由 旋转轮、 加工液和工件组成。 工 统自由工方法要求低； 勺日 加工过程不受温度变化和机ｌ 禾 件和旋转轮都浸口在加工液中， 旋转轮通常是由聚氨 振 动的影 响。根据力１２ １ 条件（ ２ １ 磨料尺寸 、 硬度、 介质黏 加 工液由水 和微细磨 料 度 、 旋转 轮速度 、 加工液 剪切应力 、 工时间 、 向载 加 法 （ 亚微 米或 几十个纳米 ） 和而成 ， ｛ 昆 通过控制法 向载荷 荷 大小 ） 和工件材料 的不同 ， 可获得纳米级 精度 和表 使旋转轮 和工件之阎 的问隙在 １左右 ，当旋转轮 旋 面粗糙度值， 没有热损伤和表面变质层。 转时 ， 旋转轮与工件之间的楔形间隙 就『成 了类 似于 髟 ３游离磨粒加工技术 的发展趋势 科学的发展， 采用特殊材料的机床将具有更高的精度 和稳定性。 电子学的进步则使机床控制技术得以极大 提高。这些都使材料的去除量达到纳米级成为可能。 利用场效应辅助抛光是游离磨粒加工的另一发展趋 势。通过控制工件所受的加工压力来操纵材料的去 除， 最终达到弱力乃至微力加工是提高超光滑表面加 工效率 的— 条重 要途径。 ４结束语。随着科学技术的进步， 开发出越来越 多的新型材料，对材料的加工精度要求也越来越高。 游离麝粒 加工技术作为一种精密加工技术 ， 其具有的 独特优 势使其可 以
三相电机的软启动原理
三相电机的软启动原理
三相电机的软启动原理主要基于改变电机的输入电压或电流来实现平滑启动，以降低启动电流和避免启动过流跳闸。
软启动器通常采用三相反并联晶闸管作为调压器，将其接入电源和电机定子之间。
启动过程中，晶闸管的输出电压逐渐增加，使电机逐渐加速，直到晶闸管全导通，电机工作在额定电压的机械特性上，实现平滑启动。
此外，软启动器还具有软停车功能，与软启动过程相反，电压逐渐降低，转速逐渐下降到零，以避免自由停车引起的转矩冲击。
在启动完成后，软启动器会自动用旁路接触器取代已完成任务的晶闸管，为电机正常运转提供额定电压，以降低晶闸管的热损耗，延长软启动器的使用寿命，提高其工作效率，同时也避免了电网受到谐波污染。
以上内容仅供参考，建议查阅专业电机书籍或咨询电机领域专业人士获取更准确和全面的信息。
8098单片机用于异步电动机的软启动与节能控制_尚炜
8098单片机用于异步电动机的软启动与节能控制 尚 炜(西北建筑工程学院 西安 710061)摘 要 介绍用8098单片机实现异步电动机的软启动和节能控制的一种方法。
关键词 单片机 节能控制 软启动The soft-start of Induction Motor and its saving Control ofEnergy based on microcontroller8090Shang Wei(Northew estern Ins titute of Architectu ral Engin eering,Xi'an,710061)Abstract This paper presents the method o f so ft-start of induction m otor a nd saving co ntrol of en-ergy based on microcontro ller8098.Key words microcontroller,sav ing control of energ y,so ft-start1 引 言三相异步电动机的功率因数与负载有关,额定负载时功率因数最高,因而效率最高;随着负载降低,功率因数降低,功率也随着降低。
为使负载轻时不使功率因数明显降低,一种有效的方法是随着负载的降低,相应降低定子供电电压[1]。
本文利用8098高速输入口的HSO.0、HSO.1、HSO.2控制三相主电路的三只双向晶闸管的导通角完成三相交流调压。
用其高速输入口的HSI.1测量功率因数,并将其作为被控量,实现功率因数的闭环控制。
2 三相交流调压[2]图1是本文采用的适用于双向晶闸管的三相交流调压原理,由于三相触发信号之间存在严格的相互关系,只需采用由X相电压的过零点形成的脉冲信号作为三相触发信号的HSO.0、HSO.1、HSO.2的同步信号,并将作为它高速输入HSI.0的中断请求信号,其中断服务程序的主要任务是按图1所示装载6个事件的性质和发生时间,其中点火时间f 由闭环控制算法求出。
鼠笼型三相异步电动机传统启动与软启动的优缺点
鼠笼型三相异步电动机传统启动与软启动的优缺点一、前言随着国民经济的飞速发展，科学技术的日新月异，钻井设备的更新与发展，对电气配套设备的技术要求也越来越高。
软启动控制系统得到了广泛的应用。
如：水站配电柜、高低压移动变电站、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。
软启动技术的应用，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，不得不在电动机的起动设备上做工作。
鼠笼型异步电动机电子硬启动器的问世给技术人员化解了这个问题。
它既能够发生改变电动机的再生制动特性维护拖曳系统，更能够确保电动机可信再生制动，又能够减少再生制动冲击，而且备有计算机通讯USB同时实现智能控制。
二、电动机再生制动方式的挑选传统启动装置与软启动装置的优缺点：电动机传统启动方式有自耦预热、y/△预热、延边△预热及串成电抗器预热（磁控式），其共同特点就是掌控线路直观，启动转矩不容调并存有二次冲击电流，对功率存有冲击转矩。
例如电网电压上升可能会导致万萨县。
上述方式在停机时均为瞬间动作，例如并无机械缓冲器装置可以对有关设备导致损毁。
硬启动装置存有下特点：1)降低电机启动电流和配电容量，避免增容投资。
2)降低启动机械应力，延长电机及相关设备的寿命。
3)启动参数可视负载调整，以达到最佳启动效果。
4)多种启动模式及保护功能，易于改善工艺、保护设备。
5)备有外控端子，可方便实现异地控制或自动控制。
6)全数字开放式操作显示键盘，操作灵活简便。
7)高度集成的intel微处理器控制系统，性能可靠。
8)小电流无触点交流控制器无级调压，调压范围阔、负载能力弱。
9)产品可以用做频密或不频密启动。
电机的减压启动、软启动、变频启动的区别及优缺点
全压直接起动：在电网容量和负载两方面都允许全压直接起动的情况下，可以考虑采用全压直接起动。
优点是操纵控制方便，维护简单，而且比较经济。
主要用于小功率电动机的起动，从节约电能的角度考虑，大于11kw 的电动机不宜用此方法。
自耦减压起动：利用自耦变压器的多抽头减压，既能适应不同负载起动的需要，又能得到更大的起动转矩，是一种经常被用来起动较大容量电动机的减压起动方式。
它的最大优点是起动转矩较大，当其绕组抽头在80%处时，起动转矩可达直接起动时的64%。
并且可以通过抽头调节起动转矩。
至今仍被广泛应用。
Y-Δ起动：对于正常运行的定子绕组为三角形接法的鼠笼式异步电动机来说，如果在起动时将定子绕组接成星形，待起动完毕后再接成三角形，就可以降低起动电流，减轻它对电网的冲击。
这样的起动方式称为星三角减压起动，或简称为星三角起动（Y-Δ起动）。
采用星三角起动时，起动电流只是原来按三角形接法直接起动时的1/3。
如果直接起动时的起动电流以6～7Ie 计，则在星三角起动时，起动电流才2～2.3 倍。
这就是说采用星三角起动时，起动转矩也降为原来按三角形接法直接起动时的1/3。
适用于无载或者轻载起动的场合。
并且同任何别的减压起动器相比较，其结构最简单，价格也最便宜。
除此之外，星三角起动方式还有一个优点，即当负载较轻时，可以让电动机在星形接法下运行。
此时，额定转矩与负载可以匹配，这样能使电动机的效率有所提高，并因之节约了电力消耗。
软起动器：这是利用了可控硅的移相调压原理来实现电动机的调压起动，主要用于电动机的起动控制，起动效果好但成本较高。
因使用了可控硅元件，可控硅工作时谐波干扰较大，对电网有一定的影响。
另外电网的波动也会影响可控硅元件的导通，特别是同一电网中有多台可控硅设备时。
因此可控硅元件的故障率较高，因为涉及到电力电子技术，因此对维护技术人员的要求也较高。
变频器：变频器是现代电动机控制领域技术含量最高，控制功能最全、控制效果最好的电机控制装置，它通过改变电网的频率来调节电动机的转速和转矩。
异步电动机软启动及节能运行控制研究设计
1 引言目前在工矿企业中使用着大量的交流异步电动机(包括380V／660V低压电动机和3KV／6KV中压电动机)，有相当多的三相异步电动机及其拖动系统还处于非经济运行的状态，白白地浪费了大量的电能。
究其原因，大致是由以下几种情况造成的：①由于大部分电机采用直接起动方式，除了可能对电网及拖动系统造成冲击和引发事故之外，超出正常8～10倍的起动电流会造成巨大的能量损耗；②在进行电动机容量选配时，往往片面追求大的安全余量，且层层加码，结果使电动机容量过大，造成“大马拉小车”的现象，导致电动机偏离最佳工况点，运行效率和功率因数降低；③从电动机所拖动的生产机械自身的运行经济性考虑，往往要求电力拖动系统具有变压、变速调节能力，若用定速定压拖动，势必造成大量的额外电能损失。
电动机的非经济运行情况，早已引起国家有关部门的重视，并分别于1990年和1995年制定和修定了强制性的国家标准：《三相异步电动机经济运行》(GB12497-1995)。
国家希望依此来规范三相异步电动机的经济运行，国标的发布对低压电动机的经济运行起了很大的促进作用，但对中压电动机则收效甚微。
其原因是：(1)中压电动机一般容量较大，一旦发生故障，其影响也大，因此对节电措施可靠性的要求就更高；(2)中压电动机节电措施受电力电子功率器件耐压水平的限制，节电产品的开发在技术上难度更大一些。
到目前为止，国内尚无成型的中压电动机软起动和节电运行的产品面市。
我国“十五”期间节能计划中关于“电动机系统节能计划”指出：电动机是量大面广的高耗能设备，我国电动机的总装机容量已达4亿kW，年耗电量达6000亿kWh，约占工业耗电量的80%。
我国各类在役电机中，80%以上为0.55～200kW以下的中小型异步电动机，其中相当于世界近代技术水平的JO2系列的电动机约占70%，相当于70年代末水平的Y系列电动机不足30%，具有80年代水平的YX系列高效电动机所占的比例则更是微乎其微。
第14章 三相异步电动机的启动及速度调节PPT课件
启动过程： 指电动机从静止到达正常工作转速的过程。
启动过程特点： 电流一般较大，转矩并不大
原因:开始时候n＝0 ，U1
R1
R2' s
2
X 1
X
' 2
2
第1页/共73页
T CT1I2 cos2
功率因数cos2 很低
最初起动瞬间很大的启动电流引起定子 漏阻抗压降增大，主磁通约减少到额定值的一半。 一般情况:
一、转子回路串电阻启动 串入多级电阻，启动过程中采用逐级切除启动电
阻的方法。
第16页/共73页
特点和适用场合
1．起动开始时，使全部电阻均串入转子回路，随着转速 的上升，电磁转矩将减小。
2．为了缩短起动时间，通常随转速上升分级切除部分电 阻，使在整个起动过程中电动机保持有较大的电磁转矩。
3．待起动完毕后，转子绕组便被短路，转入正常运行。
第25页/共73页
2.双鼠笼式异步电动机（ Double-squirrel-cage rotor ） 上笼Top bar： 截面小，电阻大 下笼Bottom bar： 截面大，电阻小 下笼交链的漏磁 通比上笼多，漏 抗大
第26页/共73页
（1）起动时 • 转子电流的频率f2=f1，转子漏抗大于转子电阻，
第18页/共73页
工作原理：
• BP实质上是一台只有初级绕组而且铁心损耗较大 的三相变压器。BP的铁耗大就相当于Rm大。而 铁耗与磁通的频率（等于转子频率f2=sf1）的1.3 次方成正比。开始启动时，s较大，故f2较大，Rm 也较大，相当于转子电阻自动增加，则Ist减小、 Tst增大；随着启动过程的进行，n逐渐变大、s逐 渐变小，则f2变小，也就是铁耗减小，所以Rm变 小，相当于转子电阻自动变小。
三相异步电机的软启动及回路设计
三相异步电机的软启动及回路设计三相异步电机是工业生产中常见的一种电动机，它具有启动电流大、启动冲击大的特点，为了避免对电网和设备造成损害，通常需要采取软启动措施。
本文将介绍三相异步电机的软启动原理和回路设计。
一、软启动原理三相异步电机的软启动是通过控制电机的起始电压和起始电流来实现的。
在电机启动过程中，首先通过控制器向电机提供较低的电压，逐步增加电压，使电机缓慢启动，不会造成电网和设备的冲击和损坏。
软启动的原理主要包括以下几个方面：1. 电压控制：采用变压器或者电压控制器逐步提供电压，使电机从零启动到额定电压，减小了电机的启动冲击。
2. 电流控制：通过控制器对电机的电流进行监测和控制，避免电机启动时的大电流冲击。
3. 时间控制：设定启动时间，保证电机在一定时间内完成启动过程，实现缓慢启动。
软启动可以有效降低电网和设备的损坏风险，延长电机的使用寿命，提高设备的可靠性和稳定性。
二、软启动回路设计在实际应用中，通常需要设计软启动回路来实现对三相异步电机的软启动。
软启动回路的设计需要考虑电机的额定功率、起动过程中的电流波形和起动时间等因素，下面将介绍一种典型的软启动回路设计方案。
3. 控制器：采用专门的软启动控制器，通过对电压和电流的控制，实现对电机启动过程的精确控制。
5. 过载保护：在软启动回路中添加过载保护装置，当电机出现过载或者短路时，立即切断电源，保护电机和设备。
6. 自动复位：设置自动复位功能，当电机启动失败或者出现故障时，自动复位并重新启动，保证设备的正常运行。
通过合理设计软启动回路，可以实现对三相异步电机的软启动，提高设备的可靠性和安全性，减小对电网和设备的冲击。
在实际应用中，还可以根据具体的需求和环境，定制软启动回路设计方案，满足不同场合的使用要求。
三相异步电机的软启动及回路设计是工业生产中重要的一环，合理的软启动措施可以降低设备的损坏风险，延长设备的使用寿命，提高生产效率和设备稳定性。
三相异步电机的启动及软启动
三相异步电机的软启动08机械（0816401057）章志鹏苏州大学应用技术学院摘要三相异步电机因具有结构简单，知道方便，运行可靠，价格低廉等优点，而广泛应用在工业，农业，交通运输业，国防工业及其他各行业中。
但是它也有明显的缺点，那就是起动转矩小，起动电流过大。
这种情况对电机本身及周围电网都有非常不利的影响。
为了减小异步电机启动过程对电网的冲击，改善异步电机的起动特性，本文对三相异步电机的软启动进行讨论。
本文首先阐述三相异步电机的各种起动方式及其主电路和控制电路图，并对其分析。
得出各自优缺点。
找出能在满足电动机起动转矩要求及降低电流的前提下是电机能够平稳可靠启动。
关键词：异步电动机；软启动AbstractThree-phase asynchronous motor because of its simple structure, know convenient, reliable operation, price is low wait for an advantage, is widely used in industry, agriculture, transportation, national defense industry and other industries. But it also has the obvious shortcomings, that is starting torque small, starting current is too big. This kind of situation of motor itself around and have a power grid unfavorable influences. In order to reduce asynchronous motor for the impact of the power grid startup process, improve the asynchronous motor start characteristics, this paper the three-phase asynchronous motor soft start are discussed.This paper expounds the three-phase asynchronous motor start-up mode and its various main circuit and control circuit, and its analysis. Draw their respective advantages and disadvantages. Find out in motor can meet the requirements starting torque and reduce the current is the premise of motor can smooth and reliable start.Keywords: asynchronous motor; Soft start第一章绪论第1.1节研究背景与现状三相异步电机发展至今得到了广泛的应用，其性能和功率也不断的提高，电压也从低压发展到高压。
三相异步电动机的三相交流调压软启动及节能控制的研究
—１０—２００５年第４期２００５年７月１０日机车电传动ＥＬＥＣＴＲＩＣＤＲＩＶＥＦＯＲＬＯＣＯＭＯＴＩＶＥＳ№４， ２００５Ｊｕｌｙ １０， ２００５三相异步电动机的三相交流调压软启动及节能控制的研究黄辉，姜学东 邱瑞昌（北京交通大学电气工程学院，北京１０００４４）研究开发作者简介：黄辉（１９７３－）女，北京交通大学博士研究生，主要从事电机电器控制技术的研究。
摘要：利用ｓａｂｅｒ仿真软件，研究了在三相交流调压软启动电路中，在电机不同负载工况下，控制晶闸管导通角调节三相异步电机的输入电压对电机各部分损耗及功率因数的影响，并利用得出的实验波形及数据对仿真结果进行比较验证。
关键词： ｓａｂｅｒ仿真；交流调压；异步电动机；软起动；节能控制中图分类号：ＴＭ３４３＋．２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００－１２８Ｘ（２００５）０４－００１０－０３收稿日期：２００４－０６－２８；收修改稿日期：２００５－０３－２８ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｓｏｆｔ－ｓｔａｒｔ ｗｉｔｈ ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ ＡＣ ｖｏｌｔａｇｅ ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ ｆｏｒｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｍｏｔｏｒ ａｎｄ ｏｎ ｅｎｅｒｇｙ ｓａｖｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌＨＵＡＮＧ Ｈｕｉ， ＪＩＡＮＧ Ｘｕｅ－ｄｏｎｇ， ＱＩＵ Ｒｕｉ－ｃｈａｎｇ（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００４４， Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｏｆ ｓａｂｅｒ，ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｉｓ ｓｔｕｄｉｅｄ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｔｏｒ ｌｏｓｓ ａｎｄ ｐｏｗｅｒ ｆａｃｔｏｒ ｂｙ ｔｈｅ ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ ｏｆｉｎｐｕｔ ｖｏｌｔａｇｅ ｏｆ ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｍｏｔｏｒ ｔｈｒｏｕｇｈ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｎ ｔｈｅ ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｇｌｅ ｏｆ ｔｈｙｒｉｓｔｏｒ， ｉｎ ｔｈｅ ｓｏｆｔ ｓｔａｒｔ ｃｉｒｃｕｉｔ ｗｉｔｈ ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ ＡＣ ｖｏｌｔａｇｅ ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ ａｎｄ ａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｌｏａｄｓ． Ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ａｒｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ ａｎｄ ｖｅｒｉｆｉｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｗａｖｅｆｏｒｍ ａｎｄ ｄａｔａａｃｈｉｅｖｅｄ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｓａｂｅｒ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ； ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ ｃｕｒｒｅｎｔ ｖｏｌｔａｇｅ ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ； ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｍｏｔｏｒ； ｓｏｆｔ ｓｔａｒｔｉｎｇ； ｅｎｅｒｇｙ ｓａｖｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌ０引言在许多工况下，大功率异步电动机常常欠载运行，效率较低。
三相异步电动机的节能分析
压下降至一定程 度时，可以达到节能的 目的。 在此基础上，对 电机智 能节 电器的节能原理及 效果进行 了研 究； 智能节电器
１ 电动机耗 能高的原 因 三相异步 电动机的用 电量 占全 国总用 电量 的６ ０ ％ 以上， 研究其 节能问题，提高其运行效率对 节约能源有重要的现实意义 。电动机 存在的最大 问题是高启动 电流及它未能在启动和运行时将 电机扭力 配合负荷扭力 。在启动时， 电机会产生 １ ５ ｏ ％ ￣２ ｏ ｏ ％ 的扭力，方可于 瞬间将转速提升至最高速，这样 易导致 电机受损 （见 图１ ）。 在启动 的同时， 它将耗 用高达８ 倍的标称 电流 （ Ｉ ｎ ）， 极大地影响 了供 电电 压的稳定性 （见图２ ）。 每当电机满足高转矩要求 的负载之后， 电机 将进入较长时间的轻负载运行状态，这样都会 由于 电机绕组磁饱和 而导致电机效率 下降。 在固定供电电压 的情况下， 电机 的磁通 （又称 为励 磁 电流） 是 固定不变 的，它亦 是电机高 能耗 的因素之 一 （占
譬
有负荷空间及负荷会 自然浮动，所 以在一般情况下，很少有电机可 时刻 以满载或接近满载状态运行 在一般定转速 电机应用上， 电机 智能节 电器内置 的 电机优化软件可为轻负载的 电机节省耗 电量 。一 些性能较差的软启动器会容许最大 电流量通过，如同将电机与供 电 电源接 驳，失去应有的节 电效能。但是，每当轻负载的电机被投入 最高电压时，它将会产 生多余 的励磁 电流 （见 图５ ）。 如果软启动器 可不断检测 电机 的负荷状况，并应依负荷状况调节 电机的终端 电压， 便可维持其应有 的节 电效能 。电机智能节 电器可节省 电机 的励磁 电 能及减低 负荷性 损失， 并在轻 负载时提高其功率因数。
／ Ｅ ２ １ ， 定 子 铁 耗Ｐ Ｆ ｅ ￣２ ｏ ｃ Ｅ ２ ｌ 。定 子 电流 Ｉ １ 由Ｉ ２及Ｉ Ｏ 的 向量 之 和
关于异步电动机软启动的浅析与研究
关 键词 ： 步电动机 ； 启动 器； 异 软 晶闸管
Ｋｅ ｒ ｓ ｎ ｕ ｔ ｎ ｍｏｏ ； ｏ ｔｒ；ｈ ｒｓｏ ｙ ｗｏ ｄ ：ｉ ｄ ｃｉ ｔｒ ｓｆ ｓａ ｔｔ ｙ ｉｔ
文 献 标 识 码 ： Ａ
文 章 编 号 ：０ ６ ４ １ （ ００）０ ０ ０－ １ １ ０ － ３ ２ １ ３ —２ ４ ０ １
・
２ ４・ ０
警 竺 璺
价值 工程
些
关于异步 电动机软启动 的浅 析与研 究
Ａｎ ｌ ｉ ｎｄ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｙ ｈｒ ｎｏ ｏ ｏ ｆ ｔ ｒ ａ ｙｓｓａ ｓ ａ ｃ ｏｆＡｓ ｎｃ ｏ ｕｓＭ ｔ ｒ Ｓｏ ｔ Ｓ ａ ｔ
王 欣 Ｗ ａ ｇＸｉ ｎ ｎ
１ 电 动机 传 统 的 启 动 方式 启动 ； 根据 负载 情况及 电网继 电保 护特 性选 择 ， 自由地无级调 ④ 可 传 统 的 启 动 方式 通 常 有 两 种 一种 是在 额 定 电压 下 的直 接 启 动 整至最佳的启动电流 ， 节省能源 ⑤这种软启动器体积最小 ， 一台开 方式 ， 一种 是 降 压 启 动 方 式 。 另 关柜 能放多台这种启动器 ， 节省工程造价 ， 且故 障率 与维修费用较 １１直 接 启 动 直 接 给 电动 机 加 上 额 定 电压 使 之 启 动 ，也 称 全 低 。 ． 压 启动 ， 然 这 种 方 法 简 单 经 济 ， 启 动 电流 大 就 像 上 述 所 说 的会 虽 但 同时 ， 此软启动器还可 以通 过工业控制 总线联网 ， 利用计算机 加 重 电网 的 负荷 以及 会 给 机械 设 备 带来 冲 击 、 坏 等 。 损 进 行 远 程监 控 ， 自动 化 智 能控 制 打 下 良好 的 基础 。 为 １２降 压 启 动 ① 丫一 转换 器 ： 种 方法 适 用 于 正 常运 行 时 定 ． △ 这 ４ 软 启 动 器 的 基 本 功 能 子 绕 组 采 用 三角 形 接 法 的 电动 机 。 子 有 六 个 接 头 引 出 接 到转 换 开 定 随着 电 力 电子 元 器 件 的发 展 ， 异步 电机 的软 启动 技 术 已经 日趋 关 上 ， 动 时 采 用 星形 接 法 ， 动 完 毕 后 再 切 换 成 三 角 形接 法 。 动 成 熟 ， 功 能 也 越来 越 多 。 因 此 ， 独 立 研 发 ～ 套 软 启 动 设 备 ， 先 启 启 启 其 要 首 电压为 ２ ０ 运行 电压 为 ３ ０ 。这种启动设 备的优 点是启动设备 要对软启动器 的基本功能进行研究 ， 实现 当前市场上软启动器 的 ２ Ｖ， ８Ｖ 并 简单 ， 启动过程 中消耗能量少。 缺点是有二次电流冲击 ， 设备故 障率 大 部 分功 能 。 高， 需要经常维护， 以不宜使用在频繁启动的设备上。 自耦 变压 所 ② ４１斜坡 电压 启动功能 斜坡 电压 软启 动是最 常见的软启动方 ． 器 降压 启 动 ： 相 自耦 变 压 器 高 压 边 接 电网 ， 压 边 接 电动 机 ， 般 法 。 电机 启 动 过 程 中 ， 三 低 一 在 电机 的定 子 电压 线 性 增加 直 至 全 压 ， 始 电 初 有几个分接头 ， 可选择不 同的 电压 比 ， 相对于不 同启动转矩 的负载。 压 可根据负载的大小预先设置 ， 电压上升 的速率可调 ， 图 ２所示。 如 在 电动机 启动 后再 将 其切 除 。其 优 点是 启 动 电压 可 以选 择 ， 如 ４２ 限流 启 动 功 能 在 某 些场 合 对 电机 的启 动 电 流 有着 严 格 的 ０６ Ｕ ． Ｎ及 ０８ Ｎ， ５ ． Ｕ 以适应不 同负载的要求。缺点是体积大 ， 重量重 ， 要 求 ， 因此 在 电机 启 动 过 程 中 需 要 对 电机 的最 大 启 动 电流 进 行 限 且 要消耗较多有色金属 ， 故障率 高， 维修费用高。 ③对于绕线式异步 制 ， 具体 的 限流 量 值 可 根 据 不 同的 电机 预 先 设 置 。 限 流 软 启动 在 满 电动机 的启动 ，可在 转子绕组 串接频敏变阻器或水 电阻实现启动 ， 足 限流条件的前提下 ， 逐渐增大 电机的输入 电压 ， 直至达到全 电压 ； 待 启 动 完成 后再 将 其 切 除。 但 频 敏 变 阻 器 成 本 高 ， 水 电阻 损耗 又 电压 的调 节 速 率 ， 而 即启 动 时 间 也 可预 先设 置 。 大。 ４３软 停 车 电机 停 车 时 ，传 统 的 控 制 方式 都 是 通 过 瞬 间 停 电 ． ２ 晶 闸管 调 压 原 理 分 析 完成的 ， 电机 处 于 自 由停 车 方 式 。 有许 多应 用 场 合 ， 由停 车 的 断 但 自 软 启动 概 念 启 源 于 美 国 马 歇 尔 航 天 中 心 ， 它是 一 种 采 用 电 力 电 点 方式是 不允许 的 ， 如 ： 例 高层 建筑 、 大楼 的水泵系统 ， 如果瞬 间停 子 技 术 、 制 技 术 和 微 处理 器 技 术 等 多 种技 术综 合 而 成 的 全新 电机 机 会 产 生 巨 大 的 “ 锤 ” 应 ， 管 道 甚 至 水 泵 道 到 损 坏 。 为减 少和 控 水 效 使 水 效应 ， 要 电机 逐 渐停 机 ， 小 转 矩 和 水 速 的波 动 ， 需 减 即软 启动控制方式。 软启动器一般将三 对反并联 的晶 闸管 串联 在电机 的 防 止 “ 锤 ” 主 回路当中作为开关元器件， 依靠 晶闸管的通断来控 制电机定子端 停车方式。采用软启动器恰恰能满足这一要求 ， 泵站中应用软停 在 的 电压 。 它 可 以通 过 控 制 晶 闸 管 的触 发 角 来 改 变 电机 的 输 入 电压 ， 车技术可以减 少维修费用和维修工作 量。 并 在 电机 启 动 过 程 中 ， 着 电机 转 速 的变 化 按 照 适 当 的原 则 调 节 触 随 歙 启动器 中的软停车功能是 ， 晶闸管在 得到停机指令后从全导 发 角 ， 电机 在 启动 电流 很 小 的前 提 下 平 稳 地 启 动 。 采 用 晶 闸管 调 通 逐 渐地 减 小导 通 角 ， 过 一 定 时 间过 渡 到 全 关 闭 的过 程 。停 车 的 使 经 压 电路 控 制 电机 的启 动 ， 方面 解 决 了 电压 连 续 可 调 的 问 题 ， 一 时 间根 据 实 际需 要 可 在 ０ １０ 调 整 。 一 另 ～ ２ｓ 方 面 可省 去 接 触 器 、 电器 等 换 挡 硬 开 关 ， 小 了启 动 设 备 的体 积 。 继 减 般 来 讲 ， 多数 不 需要 交流 调 速 的场 合都 可 以利 用 软 启 动 器 大 而 且 还 能 以此 为 基 础 ，开 发 出其 它 降压 启 动 电 路 无 法 实 现 的 新 功 来 实 现 异 步 电动 机 的 启 动 。 目前 ， 电子 软 启 动 器 应 用 范 围 是 交 流 能 ， 如 ： 普 通 的 三相 异步 电动 机 进 行 节 能控 制 ， 使 其 在 轻 载 时 ３ ０ ６ ０ 电机 功 率 从 几 千 瓦 到 ８ ０千 瓦 。 例 对 可 ８ ～ ６ Ｖ， ０ 国内外有很多科研机 构和 公司都对 电动机软启动器 进行 了深 消耗较少的能量 ，尤其对于那 些长期工作于轻载状 态下 的电机 ， 如 采油机等设备 ， 采用此功能将会获得 巨大的经济效益。 入 的研 究 和 开 发 工 作 。 国 外 的研 究 工 作 开 始 较 早 ， ２ 从 ０世 纪 ７ ０年 ３ 晶闸管软启动器的特点 代就陆续有文章发表 ， 至今 已经有大量产品上市。虽然诸多国 内公 并 目前 的晶闸管软 启器是一种集 电机 软启动、 软停机 、 轻载 节能 司都 有 智 能 电动 机 软 启 动控 制器 的 产 品 上 市 ， 占有 了一 定 的 市 场 但在 技 术 和 市 场 占有 上 还 是 同 国外 公 司有 很 大 差 距 。 如 何 能 和 多种保护功能于一体 的新型 电机控制装置 ， 是最先进也是最流行 份 额 ， 的异步 电机软启动控 制器。相比较于传统 的启动 方式（ 串联 电抗 把软启动控制器做 的简单、 如 经济 、 可靠、 耐用并具有优 秀的启动性能 器 ／ 电阻 ， 一 水 Ｙ △变 换 等 ）其 突 出 的优 点 体 现 在 ： 电子软
三项异步电动机变频调速控制及其节能改造
三项异步电动机变频调速控制及其节能改造本文主要从三项异步电动机概述、三相笼型转子异步电动机的传统起动方式、三相异步电动机调速策略探讨、电动机节能注意事项等方面进行了阐述。
标签：三相异步电动机；调速；节能一、前言三项异步电动机在我国电网中应用非常广泛，技术也相对成熟，但是如何使其变频调速进行控制以及节能问题，都是需要进一步探讨与总结的重点问题。
二、三项异步电动机概述全国年总发电量的一半以上，耗能非常之高。
因此，加强和提高三相异步电动机的节能控制对我国电能的节约将会起到巨大的作用。
当电流在满负荷的情况下时，三相异步电动机的功效一般比较的高，可以达到85%左右。
但是，如果电流的负荷量下降的话，三相异步电动机的功效就会明显的降低。
因此，总的来说，三相异步电动机的功效还是比较低的。
如果我们通过对三相异步电动机节能控制，我们就会在这方面有所提高，从而提升电动机的运行效率，将会产生巨大的经济效益。
进行三相异步电动机的节能控制主要是从两方面的工作着手，首先就是要提升三相异步电动机的制造技术，而这方面如今已经取得了巨大的发展，另外一方面就是要做好电动机的运行控制技术，这才是我们进行电动机节能控制技术的关键。
三相异步电动机的功效是指三相异步电动机的输出功效同输入功效的比例，因此供电机的一部分电能是用来使电动机驱动的，即输入的功效，而另外一部分电能就会发生在三相异步电动机的自身损耗上，这就是我们所说的输出功效。
三相异步电动机的电能损耗主要是指电动机的铁和铜，而电动机的铜耗则是在电流通过电动机的铜线绕组时而产生的，相比之下，电动机的铁耗则是指电动机在运转的过程中，其定子和转子铁芯中产生的电流而发生的损耗，这主要是与电压有关。
电动机的损耗除了这两部分损耗外，还存在其他的损耗，但是这些损耗都比较小，可以忽略。
而三相异步电动机的节能原理就是在电压的负荷下降的时候，可以通过适当降低电源的电压的方法，从而减少电动机中铁耗，当电压下降的时候，相应的电流也会随之下降，这样也就降低了电动机中的铜耗，只有这样电动机的功效才会得到提高。
三相异步电动机节能器分析与实现论文
三相异步电动机节能器的分析与实现【摘要】本文结合实际情况，在分析了三相异步电动机的节能方法的基础上，其节能器的实现进行了研究。
具体介绍了其节能原理，结构和工作过程。
【关键词】节能器；异步电动机；轻载0.前言世界能源需求的不断攀升和自然资源的日益枯竭，对工业企业、能源供应商及消费者都提出了新的挑战，尽可能以高效和可持续的方式使用能源已成为当务之急。
能源效率对所有类型的能源转换都有所影响，从电能和热能的高效生成、输送和分配，到工业、楼宇和交通对能源的高效利用，无所不包。
提高电能使用率，有效减少电能损耗，已被人们广泛重视。
三相异步电动机是一种广泛使用的动力机械，在工农业、交通运输、国防工业以及其他各行各业中应用都非常广泛。
资料显示，异步电动机用电量占全国总用电量60％以上，而很大一部分电机还经常是在轻载甚至空载下运行。
在满负荷工作情况下，电动机的效率一般较高，通常在 85％左右；然而一旦负载下降，电动机的效率便随之显著下降。
电机拖动是应用领域中浪费比较普遍现象。
如果提高非全负荷下电机的运行效率，将有着巨大的经济效益和社会效益。
１．三相异步电动机的节能方法三相异步电机的节能方法有并接电容器、同期补偿器、空载限制器和调压器和可控调压装置即节能器四种方法。
并接电容器即电机可以被等效看成电感和一个电阻的串联电路，在串联的电路里面可以在两端并接上一个电容。
并接电容可节约无功功率，从而提高功率因数。
其优点为设备简单；缺点是可能出现振荡。
要避免振荡，电容应选大些。
但电容过大又将产生过电压及过大的瞬时转矩，且不便于随负载的变化改变电容量。
同期补偿器法。
采用同期补偿器，可通过调节无功和有功的相角来达到提高功率因数的目的。
它通常装于大型区域变电所中，其最大的缺点就是具有旋转部分。
在转动轴上有有功功率损耗。
空载限制器和调压器法。
当电机长期空载时，可采用空载限制器将电机自电路上切除。
则线路上有功无功需要量显著减少。
其缺点是对电网冲击极为严重。
三相异步电动机软启动方式
三相异步电动机的软启动方式摘要:本文介绍三相异步电动机的传统启动方式和新型无触点恒流启动方式,通过对“硬启动”和“软启动”的性能优劣分析对比,阐述新启动技术的各种优越性。
电动机软启动器以其控制方式灵活简便,对供电系统和电气设备冲击小且控制元件不易损坏以及维护方便等诸多优点正逐步取代传统的启动方式。
关键词:硬启动软启动电气原理图在众多生产领域中,由于三相异步电动机具有结构简单、运行可靠、维修简便、价格适宜等特点,在电力拖动机械中有 90% 以上是由三相异步电动机驱动的。
按常规惯例,对较大容量的三相异步电动机的启动,一般均采用星—角启动、电抗器启动或者是自耦减压启动。
这几种启动方式由于技术比较成熟,所以目前在工农业生产中仍然在大范围的应用。
但是不管采用什么方式启动,由于三相异步电动机的启动电流瞬时会形成一个很高的冲击电流,(直接启动电流值是电动机额定电流的 4 ～ 8 倍) 这给供电设备或电网中的电源电压在一定范围内形成短暂的降压现象,而且电动机的容量愈大,造成这种现象也就愈严重。
同时由于是硬性启动也会给供电系统和电气设备造成一定的伤害。
中大功率的三相异步电动机启动问题由来已久,电气技术人员一直在试图找出一种能够彻底解决问题的办法。
随着科学技术的飞速发展和计算机控制技术的日趋成熟,近年来一种以计算机为核心,采用双向可控硅为主控回路的智能化新型控制器“电动机软启动器”已经在工业生产领域中崭露头角 ,它以控制方式灵活简便,对供电系统和电气设备冲击小且控制元件不易损坏以及维护方便等诸多优点正逐步取代传统的控制装置。
1电动机软启动的工作原理1.1工作原理三相异步电动机软启动装置又称无触点恒流启动,它在电动机与输入电源之间串接一组大功率的双向可控硅,由控制电路采用电子智能化控制改变可控硅的导通角,使电动机电压平稳增加,并将电动机的启动电流控制在电动机额定电流值的 1 ～ 2.5 倍之间,并连续可调,这样就会减轻冲击电流对电动机及供电设备或者电网的损害,改善了供电系统的稳定性。
第14章三相异步电机的启动及速度调节
' s ' 2 2
& UN
I&s''
N1
N2
& U'
第14章三相异步电机的启动及速度调节
3.定子绕组串电阻或者电抗器启动 3.定子绕组串电阻或者电抗器启动 在定子绕组的电路中串 入一个三相电阻器或者电 抗器来产生一定的电压降， 抗器来产生一定的电压降， 使得达到降低启动电流的 目的。 目的。 串电阻器启动时， 串电阻器启动时，要消 耗较大的功率； 耗较大的功率；串电抗器 启动时， 启动时，当K2短接启动电 抗器时还会产生较大的短 路电流， 路电流，所以串电抗器适 合于启动转矩要求不大且 启动不频繁的场合。 启动不频繁的场合。
1
电源容量（ 电源容量（kVA )
降压起动多用于空载或轻载起动 降压起动多用于空载或轻载起动
I stY 1 = I st ∆ 3 TstY 1 = Tst ∆ 3
第14章三相异步电机的启动及速度调节
对于正常运行时定子 绕组采用“ 联结的异步电 绕组采用“D”联结的异步电 动机，起动时定子“ 联结 联结， 动机，起动时定子“Y”联结， 起动完毕后换成“ 联结 联结。 起动完毕后换成“D”联结。 这样起动时，每相起动电压 这样起动时， 大小和直接起动时每相电压 大小之间的关系： 大小之间的关系：
自耦变压器一般有三个分接头可供选用。 自耦变压器一般有三个分接头可供选用。
第14章三相异步电机的启动及速度调节
电动机降压起动时电流为 Is ，与直接起动时的 '' 起动电流 Is之间关系为
I N2 U = = Is UN N1
自耦变压器高压侧的起动 ' '' 电流 Is ，与 Is 之间的关系为
异步电机的软启动技术探讨
（） ２ 接触器旁路工作模式。在电动机达到满速运行时， 用旁 路接触器来取 代已经完成启动 任务的软启动器 ，这样可 以降低晶闸 管的热损耗，提高系统的效率，这种工作模式下，有可能用一台软 启动器去启动多台电动机 。 （ 节能运 行模式 。当 电动 机负 荷较轻 时 ，软启动 器 自动降 ３） 低施 加在电动机定予上 的电压 ，减少 了电机电流励磁分量 ，从而提 高 了电动机 的功率因数 。 （ ）调压调速模 式 。软启动 器既然 是用 晶闸管调压原 理来实 ４ 现的 ，它就 可以作 调压调速运 行 ，由于 电动机 转子 内阻很 小 ， 得 要 到大范围的 调速 ，就需要在 电动机 转子 中串入适 当的电阻 。
动 方式的不 同之 处 ：
１１ 电 子 软 启 动 器一 般 有 以 下 几 种 启 动 方 式 ．
（ ） 流软 启动 。限流软 启动就是 在 电动机 的启动过 程 中限 １ 限 （ ） 冲击 电流 。软启 动器在 启动 电机 时 ，通过 逐渐增 大晶 １ 无 制其启动电流不超过某一设定值（ 的软启动方式。主要用在轻载 闸管导 通角 ，使 电机 启动电流从零线性上 升至设定值 。 Ｉ ｍ） 启动的负载的降压启动 ，其输出 电压从零开始迅速 增长 ，直到其输 （ 恒流 启动 。软 启动 器可 以引入 电流 闭环控制 ， 电机在 ２） 使 出电流达 到预 先设定 的 电流限值 Ｉ ｍ，然 后在保 持输 出 电流 ＩＩ ＜ ｍ的 启动过程 中保持恒流 ．确保 电机平稳启动 。 条件下逐 渐升 高 电压 ，直到 额定电压 ，使 电动机转速 逐渐升高 ，直 （ ） 据负 载情况及 电 网继 电保护 特性选 择 ，可 自由地无级 ３ 根 到 额定转速 。这 种启 动方式 的优 点是 启动 电流小 ，且可 按需 要调 调整至最佳 的启动 电流 。 整 ，对 电网影 响小。其缺点是 在启 动时难以知道启动压 降 ，不能充 ３ 结 语 分利用压降空 间 ，损失启动转矩 ，启动时间相对较长 。 综上所述 ，软 启动器的启动方 式及独特功能 是其他 降压启动方 （ ）电压双斜坡启 动 输 出电压 先迅速升至ｕｌ ２ ，ｕｌ 电动机 为 式 不能比拟的 ， 必将得到越 来越 广泛地应用 。 它 启动所 需的最 小转 矩所对 应 的 电压 值 ．然 后按 设定 的速 率逐 渐升 压 ，直至 达到额定 电压 ，初始 电压 及电压 上升 率可根据 负载特 性调 参考 文献 整。这种启动方式的特点是启动电流相对较大．但启动时间相对较 短 ，适用于 重载启动的 电动机 。 （ ） 跳启动 。启动 的瞬 间加以突跳 ，让晶 闸管在 极短 的时 ３ 突 间内大角度导通 用以克服拖动 系统 的静阻力然后 回落，再按原设定 的值 线性上 升 ，进入 恒流 启动 ，适用 于重载 并克服 摩擦 的 启动场
三相异步电动机软启动技术
三相异步电动机软启动技术
杨勇
【期刊名称】《科技创新与应用》
【年(卷),期】2014(000)035
【摘要】文章在对三相异步电动机传统启动方式的启动原理及启动特性进行了分析的基础上,对三相异步电动机软启动原理及输出特性做了阐述,说明了软启动技术的的优越性和实用性.
【总页数】1页(P77)
【作者】杨勇
【作者单位】吉林电子信息职业技术学院机电工程学院,吉林吉林132021
【正文语种】中文
【相关文献】
1.浅议三相异步电动机节能软启动技术
2.三相异步电动机软启动与调压节能技术的分析
3.三相异步电动机软启动控制技术研究
4.大功率三相异步电动机软启动技术研究
5.三相异步电动机软启动器相关技术问题探讨
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
三相异步电动机软启动与调压节能技术的分析
摘要：软启动技术操作简单方便，这种技术的应用有效地降低了三相异步电机启动时的冲击电流，降低了电机启动造成的损耗，延长了电机的使用寿命。
只要不断学习新的技术并将其应用到实际的生产生活中，我们就一定可以创造出更大的效益。
基于此，本文对三相异步电动机软启动与调压节能技术进行了分析。
关键词：三相异步电动机软启动调压节能技术
1.三相异步电动机软启动技术介绍
1.1软启动原理
要对三相异步电动机的软启动技术进行研究，必须对电动机运行过程中产生的电流变化、电压变化进行分析，从而掌握电动机内部电路的构造结构，降低软启动技术原理的分析难度。
就三相异步电动机的等效电路而言，主要包括并联和串联两个电路模式，因此等效关系比较明确，可应用于近似等效电路的分析研究中。
在电动机运行启动时，电动机两端的电压与电流会呈现正向关系，即两端电压越大，电动机电流就越大，因此可以通过控制电压实现电流控制，这就是三相异步电动机软启动技术的核心原理。
1.2损耗分析
三相异步电动机的损耗主要有三种类型，分别是恒定损耗、负载损耗和杂散损耗。
就恒定损耗而言，可以分为铁耗和机械损耗两种类型。
其中表示铁耗的近似公式可以表示为PFe≈kf1.3B2；有关通风系统机械损耗的近似公式可以表示为Pv≈9.81HVηKV2∝KV2；有关轴承摩擦的机械损耗可以表示为PT≈9.81Gvsμ。
在这几个公式中：H为电动机风扇的有效压力，η为电动机风扇的运转效率，V为气体的流量。
就负载损耗而言，主要用以下公式表示铜耗，即PCu=mI2r，其中m 为电动机的相数，I为每项的电流，r为每项的电阻；就杂散损耗而言，主要指的是铁心、导线等金属内部件损耗，由高次谐波造成，例如转子、定子、电子漏磁通等。
1.3功率关系
1.3.1当三相异步电动机的输入功率为P1时假设三相异步电动机的输入功率为P1，则可以用以下公式表示电机的功率关系，即P1=3U1I1cosφ1；而由于高次谐波造成的定子边铜损耗和转子铁心损耗可分别用公式表示为PCu1=3I12r1和PFe=PFe1=3Im2rm。
在这几个公式中，PFe为三相异步电动机的铁耗；PFe1为定子铁耗；Im为励磁电流；rm为励磁电阻。
由此可以用T型等效电路图对三相异步电动机的耗能情况和功率关系进行分析。
1.3.2当电动机的总输出功率为P1时就三相异步电动机的耗能情况来看，电动机的总输出功率为P1，而电动机在运行过程中会因定子绕组和定子铁心产生部分铜耗和铁耗，其他的功率则由定子向转子传送，将排除消耗后的功率看作三相异步电动机的电磁功率，而电磁功率就相当于整个电动机的机械功率。
1.3.3当电磁功率固定时
就三相异步电动机的功率关系来看，在电磁功率固定的情况下，电动机的转差率和转子回路的铜损耗之间呈正向关系，因此减小转差率能够降低转子回路的铜损耗，这时三相异步电动机的机械功率就会相应变大。
具体如式（1）所示：PM∶PCu2∶PΩ=1∶s∶（1-s），（1）式中：PM为电磁功率，PCu2为转子回路铜损耗，PΩ为机械功率。
2.三相异步电动机调压节能技术介绍
2.1调压节能原理
假设三相异步电动机的负载不变，在电动机定子电压下降的情况下，主要调
节电磁转矩，才能够使电动机保持正常平稳运转。
这种关系如式（2）所示：
Te=CTφmI2cosφ2。
（2）式中：Te为电磁转矩，φm为主磁通，cosφ2为转子功
率因数。
根据电磁转矩公式分析可得，主磁通与电动机电压之间呈正向关系，因
此降低主磁通能够使电动机的电压下降。
在转子功率因数不变的情况下，需要加
大转子电流和定子电流，从而使负载转矩得到平衡。
在转子电流和定子电流增大
的情况下，铁耗降低，铜耗增大。
当三相异步电动机处于重载状态时，电压降低
会导致转子电流、定子电流增大，铜损耗显著增加，电动机存在烧毁风险；当三
相异步电动机处于轻载状态时，电压适当降低，同时减少铁损耗和铜损耗，从而
提高电动机的运行总功率，实现节能环保。
这是因为三相异步电动机处于空载或
者轻载的运行状态时，电动机的功率因数会随着运行效率下降，因此电动机的转
子电流也会随着输出机械功率的减小而降低，由此降低铜损耗，由于主磁通稳定
不变，因此铁损耗现象不会发生，由此使电动机的功率因数得到提升。
2.2恒转矩负载下的调压节能情况
要分析恒转矩负载下的调压节能情况，必须对调压节能技术的应用原理给予
深入分析。
三相异步电动机在实际应用过程中一般处于满载状态，其运行效率处
于最佳状态，因此不需要调压节能，这主要是因为电压降低会直接导致电动机的
电动势降低，因此存在电机烧毁的风险，但是当电动机处于轻载的状态时，电磁
转矩与负载转矩之间呈现正向关系，因此负载转矩降低，电磁转矩也会相应下降，在主磁通不变的情况下，铁耗和铜耗都会大幅度降低，因此电动机的总消耗量会
保持最低状态。
在这一过程中，电压值必须处于最佳状态，才能够使总耗能处于
最小状态。
3.三相异步电动机软启动与调压节能技术仿真分析
3.1软启动技术仿真分析
3.1.1模型搭建
通过搭建模型对三相异步电动机的软启动技术应用进行模拟，着重选择三个
单项交流电压源，将其作为模型电动机的电源。
在电力系统附加模块库中选择触
发电路，根据模型需要选择同步六脉冲发生器，并且输入电压信号，保证电源与
脉冲保持同步状态。
在设置调压电路时，主要选择晶闸管器件对交流调压电路进
行控制，并利用积分模块、延时模块和限幅器模块构建限流软启动控制模块。
3.1.2仿真模型参数
本次三相异步电动机的模型参数如下所示：额定容量为2238VA；额定线电压
为380V；额定频率为50Hz；定子绕组电阻为0.435；定子漏感为0.002H；转子绕组电阻为0.816；转子绕组漏感为0.002H；定转绕组互感为0.219H；转动惯量为0.089kg•m2。
三相异步电动机的额定功率因数和额定转矩测量值分别为0.88和
13N•m，为了保障仿真结果的精确性，设置仿真时间为1s。
3.1.3仿真结果
根据仿真模型试验可知，三相异步电动机软启动主要有全压启动、斜坡软启
动和限流软启动三种类型，其中全压启动的最大启动电流为140A，稳定电流为
6A，启动时间为0.2s，转矩波动范围为-20～370N•m；斜坡软启动的最大启动电
流为100A，稳定电流为6A，启动时间为0.4s，转矩波动范围为-50～220N•m；限流软启动的最大启动电流为60A，稳定电流为6A，启动时间为1.2s，转矩波动范
围为-80～150N•m。
3.2调压节能技术仿真分析
三相异步电动机的调压节能技术仿真采用的模块设计与软启动技术仿真相同，但触发电路根据仿真模块进行自主搭建，不再使用同步六脉冲发生器。
仿真试验
主要分为未加装调压器和加装调压器两类，前者主要通过记录数据变化铺垫后续
的调压节能实验，试验发现负载率为0.1、0.2、0.4、0.6、0.8和1.0时，其功率
因数分别为0.20、0.37、0.62、0.79、0.84和0.88。
最终对加装调压器和未加装调压器的仿真结果进行对比，发现前者的稳定功率因数、最小功率因数和调整时间
分别为0.88、0.52和0.22s，而后者为0.51、0.51和0.2s，由此可见调压器会降
低负载率，使电动机运行效率处于额定功率因数附近，从而提高运行效率，达到
节能效果。
结论
现阶段，三相异步电动机已经在机械生产领域得到普遍应用，为进一步提高
电动机运行效率和质量，需要对软启动和调压节能技术进行深入研究，对现代控
制理论、计算机技术和信息技术进行有效应用，使电动机启动问题得到切实解决，同时实现节能资源、保护环境的目的。
参考文献：
[1]童军，张臻，郭昌永.电动机软启动功率因数角闭环控制技术研究[J].电机与控制学报，2013，17（12）：51-56.
[2]孙志平.电动机软启动技术综述[J].吉林化工学院学报，2009，26（03）：
70-75.。