三相异步电动机的启动方式的设计

1.2.2 它与变频器有的区别
软启动器和变频器是两种完全不同用途的产品。变频器是用于需要调速的地方，其输 出不但改变电压而且同时改变频率；软启动器实际上是个调压器，用于电机起动时，输出 只改变电压并没有改变频率。变频器具备所有软启动器功能，但它的价格比软启动器贵得 多，结构也复杂得多。 大多数软启动器在晶闸管两侧有旁路接触器触头，其优点是：
1.1 软启动的定义
软启动顾名思义，就是不直接启动，而是慢慢的、一点一点的启动。比如在电机的输 入端一点一点地把电压从 0 升高到额定电压，频率由 0 渐渐的变化到额定频率，这样电机 在启动过程中的启动电流，就由过去不可控的过载冲击电流变成为可控的、可根据需要调 解大小的启动电流。电机启动的全过程都不存在冲击转矩，而是平滑的启动运行。这就是 所谓的电动机的软启动。
1.2.1 软启动器的保护功能
(1)过载保护功能：软启动器引进了电流控制环，因而随时跟踪检测电机电流的变化 状况。通过增加过载电流的设定和反时限控制模式，实现了过载保护功能，使电机过载时， 关断晶闸管并发出报警信号。(2)缺相保护功能：工作时，软启动器随时检测三相线电流 的变化，一旦发生断流，即可作出缺相保护反应。(3)过热保护功能：通过软启动器内部 热继电器检测晶闸管散热器的温度，一旦散热器温度超过允许值后自动关断晶闸管，并发 出报警信号。(4)其它功能：通过电子电路的组合，还可在系统中实现其它种种联锁保护。
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1 前言
三相异步电机由于结构简单、控制维护方便、性能稳定、效率高等优点而被广泛地应 用于生产和各种动力设备的拖动中。因其直接起动时产生的冲击电流对电网及其负载造成 冲击，同时由于起动应力较大，使负载设备的使用寿命降低，因此常采用降压起动方式来 减少影响。但是，传统的降压起动方式，如星三角起动、自耦变压器起动等，要么起动电 流和机械冲击过大，要么体积庞大笨重、损耗大，要么起动力矩小、维修率高等等，都不 尽人意。随着电子技术的发展，使用软启动器可以无冲击而平滑地起动电动机，而且可根 据电动机负载的特性来调节起动过程中的参数达到最佳的起停状态，从而延长机械设备的 使用寿命，减少设备的维修量，提高经济效益。
2 软启动的基本原理.............................................................................................................. 4 2.1 软启动器的优点.......................................................................................................... 4 2.2 软启动器的控制接线.................................................................................................. 5
3 软启动电路.......................................................................................................................... 6 3.1 软启动器的控制原理图.............................................................................................. 6 3.2 硬件设计...................................................................................................................... 6 3.3 电压同步信号检测电路.............................................................................................. 7 3.4 触发脉冲形成电路...................................................................................................... 8
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（1）在电机运行时可以避免软启动器产生的谐波 （2）软启动的晶闸管仅在起动停车时工作，可以避免长期运行使晶闸管发热，延长 了使用寿命。 （3）一旦软启动器发生故障，可由旁路接触器作为应急备用
1.2.3 软启动的作用
软启动器采用三相反并联晶闸管作为调压器，将其接入电源和电动机定子之间。使用 软启动器启动电动机时，晶闸管的输出电压逐渐增加，电动机逐渐加速，直到晶闸管全导 通，电动机工作在额定电压的机械特性上，实现平滑启动，降低启动电流，避免启动过流 跳闸。待电机达到额定转数时，启动过程结束，软启动器自动用旁路接触器取代已完成任 务的晶闸管，为电动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，又使电网避免了谐波污染。软启动器同时还提供软停车功能， 软停车与软启动过程相反，电压逐渐降低，转数逐渐下降到零，避免自由停车引起的转矩 冲击。
06 五年制机电 D
评
语
总评成绩：指导教师（签名）：
年月日
系（教研室） 主任审查意见
签字： 年月日
院领导 审定意见
备注
签字：
年月日 1 论文（设计、报告）成绩按五级记分制（优秀、良好、中等、及格、不及格）； 2 未安排答辩的学生，答辩成绩注明“未安排答辩”。
摘要
三相异步电动机的起动电流高达额定电流的5～8倍，对电网造成较大干扰， 尤其在工业领域中的重载起动，有时可能对设备安全构成严重威胁。传统的降压 起动方式，如星三角起动、自耦变压器起动等，要么起动电流和机械冲击过大， 要么体积庞大笨重、损耗大，要么起动力矩小、维修率高等等，都不尽人意。软 启动技术不仅实现在整个起动过程中无冲击而平滑地起动电动机，而且可根据电 动机负载的特性来调节起动过程中的参数如限流值、起停时间等，以达到最佳的 起停状态。
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题目：三相异步电动机的启动方式的设计
班级：
06 五年制机电 D
姓名：
刘伟
指导老师：
徐桂岩
ห้องสมุดไป่ตู้
完成日期： 2011.3.20
包头钢铁职业技术学院制 2011 年 3 月
包头钢铁职业技术学院毕业实践任务书成绩及评语表
姓名 院（系）
刘伟 自动化
性别 专业
男 机电一体化
学号 班级
1.3 电动机起动方式的选择
作为应用最广泛的鼠笼型异步电动机，它采用降压起动的条件：一是电动机起动时， 机械不能承受全压起动的冲击转矩；二是电动机起动时，其端电压不能满足规范要求；三 是电动机起动时，影响其他负荷的正常运行。
对于降压起动目前有两种方式，一种是降压起动，一种是软启动。他经过了三个发展 阶段，一是“Y-Δ”起动器和自藕降压起动器，二是磁控式软启动器，三是目前最先进最 流行的电子软启动器。电子软启动器一般都是采用 16 位单片机进行智能化控制，他既能 保证电动机在负载要求的起动特性下平滑起动，又能降低对电网的冲击，同时，还能实现 直接计算机通讯控制，为自动化智能控制打下良好的基础。 它们的造价比较是：“Y-Δ”起动器须六根出线而且故障率太高，维修费也高已不常采用， 自藕方式每个千瓦80元左右，磁控的每千瓦150元左右，自藕和磁控的体积较大且故障率 较高，维修费较高，电子软启动器每个千瓦在100元到200元之间，一般情况下，一台开关 柜能放多台电子软启动器，节省工程造价，且故障率较低，维修费也低。所以，电子软启 动器应是我们首选的目标。
1.2 软启动器的简单介绍
起动器是一种用来控制鼠笼型异步电动机的新设备，集电机软启动、软停车、轻载节 能和多种保护功能于一体的新颖电机控制装置，国外称为 SoftStarter。它的要构成是串 接于电源与被控电机之间的三相反并联闸管及其电子控制电路。运用不同的方法，控制三 相反并联晶闸管的导通角，使被控电机的输入电压按不同的要求而变化，就可实现不同的 功能。
4 总结.................................................................................................................................... 10 致谢........................................................................................................................................ 11 参考文献................................................................................................................................ 12
关键词 异步电动机；软启动；设计
目录
`1 前言..................................................................................................................................... 1 1.1 软启动的定义.............................................................................................................. 1 1.2 软启动器的简单介绍.................................................................................................. 1 1.2.1 软启动器的保护功能.......................................................................................... 1 1.2.2 它与变频器有的区别.......................................................................................... 1 1.2.3 软启动的作用...................................................................................................... 2 1.3 电动机起动方式的选择.............................................................................................. 2 1.4 与传统启动的比较...................................................................................................... 2 1.4.1 软启动器的应用范围.......................................................................................... 2 1.4.2 软启动与传统减压起动方式的不同之处.......................................................... 2