摘要:本文分析了异步电机重载软启动技术,通过对离散频率的选取来探讨软启动技术,以便对后续的研究提供参考。
0 引言
随着科学技术的不断发展,工业领域应用到了越来越多的新技术、新设备。虽然电机软启动可通过输出电压调节来降低启动电流带来的冲击,但是启动电压减小会降低启动的转矩,导致电机带重载启动失败,因此对异步电机的重载软启动进行研究具有重要的意义。本文在研究软启动原理的基础上,对重载软启动的控制技术进行分析,希望对今后的应用有所帮助。
1 软启动的基本原理
实际上,软启动就是一个调压器,输出电压在电机启动时会改变。目前,电子式、自动液体电阻式和磁控式等是常见的软启动器,其中晶闸管最多。对于晶闸管的软启动器,其主回路由三对反并联晶闸管组成,具体组成如图1所示。在启动电机的过程中,晶闸管的触发角由控制电路进行调节,这样可让定子绕组端电压从一个初值逐步攀升到全电压。在较小的启动电流条件下,电机能平稳上升到额定转速。由于输入至电机定子绕组上的电压受控于三相交流电压电路的触发脉冲角,因此通过改变触发角的变化规律,就可改变电机的启动方式,使电机具有不同启动特性以适应不同的工况要求。
由于异步电机包含了星/三角转换启动、自祸减压启动、电抗器启动等传统的减压启动方式,虽然这些方式具有减压启动的作用,但也存在明显的缺点,也就是在启动中会有二次冲击电流的存在。而电子软启动与传统减压启动的不同之处在于:第一,无冲击电流。软启动器启动电机时,晶闸管的导通角会逐渐增大,使得电机启动电流从零线性一直上升到设定值。第二,恒流启动。软启动器能引人电流闭环控制,从而可在启动过程中让电机保持恒流,确保电机本身的平稳启动。第三,按照电网的继电保护特性和负载情况,启动电流能从无级调整到最佳。
2 重载软启动的控制技术
2.1选取最低离散频率
理论上,电网提供50 Hz工频电压就能实现50以下的任意整数分频,这样的离散频率就很低。但是在实际控制中,要获取单纯的离散频率就需要对三相工频电压的每个半波、每项进行控制,如果离散频率过低,那么获得该频率下的一个完整周期就需要较长的时间,而这会增加控制程序的复杂性,延长启动时间。在实际应用中最理想的是:启动时就具有足够大的转矩和较小的电流,从而实现重载或满载的启动,此时只要考虑满足效果的频率而不需使获得的频率更低。
要达到足够大的启动转矩而保持较小的启动电流,就必须在启动电压较小的状态下,让电机获得足够大的启动转矩。启动电压较小,所获取的启动电流才较小,此时的低频率就能满足大启动转矩的要求。为了满足最低离散频率要求,可通过仿真与试验来观察现有电机铭牌、测试电机相关的参数,使仿真与试验的电机参数一致,以利于结果的比较。系统仿真如图2所示,主要包含控制部分、三相感应电机、三相晶闸管主电路、模拟恒转矩负载等。