无刷自控电机软启动器

第9卷第2期 兰州石化职业技术学院学报 2009年6月JournalofLanzhouPetrochemicalCollegeofTechnology

Vo.l9No.2

Jun.,2009

文章编号:1671-4067(2009)02-0032-03

电机软启动器的MATLAB仿真分析

郭 斌

(兰州石化职业技术学院电子电气工程系,甘肃兰州730060)

摘要:软启动器是一种用于控制鼠笼式异步电动机的新设备,具有传统启动方法无法比拟的优势。软启动器一般以大功率双向晶闸管构成交流调压电路,通过控制晶闸管的触发角来调节输出电压。就软启动中使用的大功率双向晶闸管三相交流调压电路的特点进行分析与普通启动方式进行比较,并用MATLAB进行仿真。关键词:异步电机;软启动器;MATLAB

中图分类号:TM343 3 文献标识码:A

异步电机降压启动目前应用较为普遍的有:串电阻或串电抗启动、Y- 启动、自耦变压器降压启动等

[1]

方法。这些传统降压启动方法在很大程度上缓解了大容量电机在相对较小容量电网上启动时的矛盾,但它们只是降低启动电流

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变频器与软起动器

选型指南

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全球能效管理专家施耐德电气为世界100多个国家提供整体解决方案，其中在能源与基础设施、工业过程控制、楼宇自动化和数据中心与网络等市场处于世界领先地位，在住宅应用领域也拥有强大的市场能力。致力于为客户提供安全、可靠、高效的能源，施耐德电气2009年的销售额为158亿欧元，拥有超过100,000名员工。施耐德电气助您——善用其效，尽享其能！

施耐德电气在中国

1987年，施耐德电气在天津成立第一家合资工厂梅兰日兰，将断路器技术带到中国，取代传统保险丝，使得中国用户用电安全性大为增强，并为断路器标准的建立作出了卓越的贡献。90年代初，施耐德电气旗下品牌奇胜率先将开关面板带入中国，结束了中国使用灯绳开关的时代。施耐德电气的高额投资有力地支持了中国的经济建设，并为中国客户提供了先进的产品支持和完善的技术服务，中低压电器、变频器、接触器等工业产品大量运用在中国国内的经济建设中，促进了中国工业化的进程。

目前，施耐德电气在中国共建立了77个办事处，26家工厂，6个物流中心，1个研修学院，3个研发中心，1个实验室，500家分销商和遍布全国的销售

北京天拓四方科技有限公司是西门子工业自动化和驱动集团核心分销商（一级代理商）及系统集成

商

西门子电机软启动器的常见故障

1、电动机起不来

电动机起不来的原因大致分两种情况：一是六只可控硅的其中一只触发不可靠或是不导通，此时一相电路通过的是半波直流，电动机的两相绕组通过的直流对电动机起到了制动作用，不仅电机起不来，严重的还会烧毁电机和可控硅。二是启动参数或启动曲线不合适造成电机起不来，这是常见故障。前者在使用过程当中会发生，但几率低于接触器的故障率。后者多发生在第一次投运调试，调试好以后就不会出现。多数的厂家不会出现此现象，启动程序性能好，出厂值设定的适用性强。只有很少厂家的产品需要厂家自己去调试。 2、可控硅烧毁

可控硅击穿或爆炸，此类故障不分国内外品牌，因厂家而易，但都比接触器的故障率低，而且主要问题出现在饼式可控硅的安装工艺上。 3、控制器烧损

相对于软启动器来讲，控制器烧毁故障是最严重的。有的厂家此类故障造成的返修率已超过30%。进口的或合资的厂家此类问题不多见。主要是控制器的电源和触发电路以及输入电路三部分容易烧毁。

4、软启动器误动作

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西门子电机软启动器的常见故障

1、电动机起不来

电动机起不来的原因大致分两种情况：一是六只可控硅的其中一只触发不可靠或是不导通，此时一相电路通过的是半波直流，电动机的两相绕组通过的直流对电动机起到了制动作用，不仅电机起不来，严重的还会烧毁电机和可控硅。二是启动参数或启动曲线不合适造成电机起不来，这是常见故障。前者在使用过程当中会发生，但几率低于接触器的故障率。后者多发生在第一次投运调试，调试好以后就不会出现。多数的厂家不会出现此现象，启动程序性能好，出厂值设定的适用性强。只有很少厂家的产品需要厂家自己去调试。 2、可控硅烧毁

可控硅击穿或爆炸，此类故障不分国内外品牌，因厂家而易，但都比接触器的故障率低，而且主要问题出现在饼式可控硅的安装工艺上。 3、控制器烧损

相对于软启动器来讲，控制器烧毁故障是最严重的。有的厂家此类故障造成的返修率已超过30%。进口的或合资的厂家此类问题不多见。主要是控制器的电源和触发电路以及输入电路三部分容易烧毁。

4、软启动器误动作

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软启动器工作原理与主电路图 2010年02月22日 星期一 11:00

1 软启动器工作原理与主电路图

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。这种电路如三相全控桥式整流电路，主电路图见图1。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。软启动与软停车的电压曲线见图2，3。

2 软启动器的选用

（1） 选型：目前市场上常见的软启动器有旁路型、无旁路型、节能型等。

根据负载性质选择不同型号的软启动器。

旁路型：在电动机达到额定转数时，用旁路接触器取代已完成任务的软启动器，降低晶闸管的热损耗，提高其工作效率。也可以用一台软启动器去启动多台电动机。

无旁路型：晶闸管处于全导通状态，电动机工作于全

西门子3RW软启动器样本

3RW

软起动器

产品目录

2010

3RW

软起动器

Answers for industry.

西门子3RW软启动器样本

西门子3RW软启动器样本

3RW 软起动器

4

产品概览

5 3RW30 标准型软起动器5 概述6 订货资料8

技术参数

14 3RW40 标准型软起动器14 概述16 订货资料20

技术参数

30 3RW44 高性能软起动器30 概述31 订货资料42 技术参数56 选型配置说明59 外形尺寸图63

接线示意图

3

西门子3RW软启动器样本

SIRIUS 软起动器概览

SIRIUS 软起动器概览

SIRIUS 3RW30

标准型

SIRIUS 3RW40

高性能型

SIRIUS 3RW44

额定电流，40 ºC 时额定电压

电机功率（400 V

，标准接线方式）电机功率（

400 V，内三角接线方式）

工作温度

软起动/软停止电压斜坡

起动/停止电压起动/停止时间转矩控制

起动/停止转矩转矩限制斜坡时间

内置旁路接触器设备自保护电机过载保护电机热敏电阻保护集成远程复位可调电流限流功能内三角接线方式突跳脉冲双向慢速爬行泵停止直流制动组合制动电机加热通讯

外部显示和操作面板状态/测量值显示屏故障日志事件列表零位指示器曲线跟踪功能

可自定义的控制输入和输出

数 字 式 软 起 动 器

RSD6系列

使 用 手 册

BENSHAW ADV

ANCED CONTROL & DEVIVES

快速开机导则

本快速开机导则提供了必要的信息，供操作者为基本的运行设置起动器。在起动器使用前应当通读本手册。

●将电源进线接至端子L1、L2和L3。

●将电机接至T1、T2和T3端。

●按下图所示将控制线接至控制板的TB1端子。注意只使用起动/停止按钮或者外部自动接点。

。如不然，请查阅P36开始的起动

●Array器故障诊断。

●参见第19页开始的编程章节对程序和参数的叙述。对程序重要的参数是P1，P2，P3，P4和P6。

●短暂地起动/停止起动器的校验电机转向。如果电机是反转，只要交换任意2跟电源线。

●发出起动指令，允许电机加速。

●如果电机并未立即加速，增加参数P4，如果它升速太快，减少P4。

●如果电机加速时间太长，减少P6；如果电机加速太快，则增加P6。

1．导论

1.2产品描述

一般信息Redistart是微机控制的数字式软起动器，用于起动单相或三相电机。起动器可按用户的特殊要求设计。

软起动器具有：

固态设计

限流降低起动

闭环电机电流控制

1

可编程电机保护

可编程运行参数

可编程测量参数

具有按美国国家电气制造商协会（NEMA）规定的外

西安精准电子科技有限责任公司

新型JZBCK-I型箔式磁控低压软起动器工作原理

? 引言

异步电动机软起动控制器在电动机起动过程中,通过控制电动机的电流,使电机缓慢、平滑的加速,避免了大电流对电机和电网的冲击,提高了电网的工作效率,减少了启动时对电机的冲击损伤,从而达到了启动和保护设备的作用。如果说BCK-II箔式绕组磁控式软起动是针对水阻和热变电阻式启动器不可克服的缺点而出现的最新换代产品,具有十分广阔的应用前景。那么JZBCK-I基于LPC87C54微控制器,设计了一种新型电机磁控软启动方案,即在异步电动机定子回路串入磁饱和可控电抗器来实现电机的软启动。 1磁控软起动原理介绍

JZBCK-I磁控式软启动是从电抗器软起动衍生出来的。主要由交流部分、直流部分、控制三大部分组成。主要功能是用可控制的饱和电抗器串在异步电动机定子侧实现降压。饱和电抗器由封闭的铁芯、直流绕组(控制绕组)和交流绕组(工作绕组)配合组成,交流部分主要串联在电动机定子回路的交线圈的工作绕组,由直流线圈控制铁芯的饱和度,从而控制交流绕组的等效电抗值。

在异步电动机启动过程中,通过反馈自动控制饱和电抗器直流绕组电流,改变铁芯的饱和程度,调节交流绕组的电抗,实现异步电动机的恒流

目 录

前言………………………………………………………………………2 1．产品简介……………………………………………………3 2．产品型号及收货检查……………………………………4 3．安装…………………………………………………………5 4．接线…………………………………………………………6

&4.1 主回路接线……………………………………………6 &4.2 控制回路接线…………………………………………6 &4.3 控制端子说明…………………………………………7

5．显示…………………………………………………………9

&5.1 功能特点………………………………………………9 &5.2 键盘说明………………………………………………10 &5.3 显示状态说明…………………………………………10

6．设定及操作………………………………………………11

&6.1 编程操作………………………………………………11 &6.2 参数设定及说明………………………………………11

7．维护…………………………………………………………12 8．故障分析……………………………………………………13 9．技

无刷自控电机软起动器工作原理及结构特点 3．1 无刷自控电机软起动器简介

无刷自控电机软起动器是结合了无刷无环起动器和液态电阻起动柜的优点而设计的。它的控制原理与绕

线电机液态电阻起动柜相当，所不同的是，将起动电阻直接安装在电动机的转轴上，利用电机旋转时产

生的离心力作为动力，控制起动电阻的大小，达到减少电机起动电流、增加起动转矩，使绕线式异步电

动机实现无刷自控运行的装置。它主要由机壳、电解液、动极板、施密特接触装置、弹簧、接线柱、安

全阀、排气阀等构成。它的内部原理结构简图如图1所示，当电机起动时，一方面，随着电机转速的升高

，动极板在离心力的作用下，逐步靠近机壳，串入电机转子内的电阻逐步减少，并在达到额定转速时，

与外壳短接，电阻降为零；另一方面，动极板与机壳间的水电阻，因通过电流而发热，在水电阻负温度

特性的作用下，电阻也会逐步减少。在上述两方面的作用下，使电动机以近似于恒定电流、恒定转矩起

动。

3． 2刷自控电机软起动器工作原理

无刷自控电机软起动器控制原理如图2所示，起动器出厂后，用户可以通过改变电解液的浓度，改变起始

电阻的大小，以达到方便调整电机的起始（堵转）电流，满足不同负荷对起始电流的要求。在电机起动

过程中，水电阻