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1、摘要 软起动器是一种集电机软起动、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Soft Starter。它的主要构成是串接于电源与被控电机之间的三相反并联晶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 关键词：软起动，交流笼型电动机Abstract Soft Starter Set is a motor soft start and soft stop, and a variety of energy-saving light-load protection in one of the new
2、 motor control devices, known as the foreign Soft Starter. It is the main component in the series connection between the electrical power and charged with three parallel opposite the gate and its electronic control circuit. Use different methods to control the contrary three parallel SCR on-Kok, cha
3、rged with the importation of electrical voltage according to different requirements and changes, we can achieve different functions Keyword: soft start, exchange cage motor目录摘要1第一章 绪论31.1 软起动的背景31.2软起动器的功能特点41.3软起动器与传统起动方式的比较41.4软起动器的起、停方式以及保护功能51.4.1软起动器起、停方式51.4.2 软起动的保护功能71.5 软起动的前景7第二章 交流笼型电动机软起
4、动控制技术82.1 交流笼型电动机的各种起动方式82.1.1 交流笼型电动机全压起动82.1.2 交流笼型电动机星角起动92.1.3 交流笼型电动机自耦减压起动92.1.4 交流笼型电动机软起动92.2 交流笼型电动机各种起动方式比较102.3 交流笼型电动机软起动的各种控制方式11第三章 交流笼型电动机软起动的单电机主电路方案213.1 接触器熔断器电路213.2 断路器接触器电路213.3 通过软起动器实现对电动机制动的控制213.4 带旁接触器两个旋转方向运行电路24结束语26致谢27参考文献28第一章 绪论1.1 软起动的背景异步电动机以其优良的性能及无需维护的特点，在各行各业中得到广
5、泛的应用。然而由于其起动时要产生较大冲击电流，同时由于起动应力较大，使负载设备的使用寿命降低。国家有关部门对电机起动早有明确规定，既电机起动时的电网电压降不能超过15%。人们往往需要配备限制电机起动电流的起动设备，过去人们多采用Y/转换、磁控降压起动器、自藕降压等方式来实现。这些方法虽然可以起到一定的限流作用，但没有从根本上解决问题。 电子技术的快速发展，软起动器得到广泛应用。它不仅实现在整个起动过程中无冲击而平滑的起动电机，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、起动时间等。此外，它还具有多种对电机保护功能，这就从根本上解决了传统的降压起动设备的诸多弊端软起动器是一种集电
6、机软起动、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Soft Starter。它的主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。软起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；软起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。变频器具备所有软起动器功能，但它的价格比软起动器贵得多，结构也复杂得多。1.2软起动器的功能特点 软起动器是一种用来控制交流异步电动机的新设备，
7、它是集电机软起动、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Soft Starter。它的主要构成是串接于电源与被控电机之间的三相反并联晶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。以上海山宇公司生产的软起动器来说明软起动器的功能特点。山宇公司的软起动器主要由双CPU的主控板、电机主控制回路及供电变压器构成，具有控制功能、电机保护功能以及显示、报警、参数设置等功能1.3软起动器与传统起动方式的比较 表1-1了软起动器与传统起动器的比较，从起动电流的波形可以看出软起动器启动时无冲击电流，而
8、传统的起动器在起动时有1-2次的冲击电流。而且从起始电压、电机转矩特性、能否频繁起动方面对比情况看，软起动器在起动时有传统起动器无法比拟的优越性。表1-1动软起动器与传统起动器的比较性能SJR2系列软起动器磁控降压起动器自藕降压起动器星/角起动器起动电流起始电压0-380V任意可调200V左右，用户不能调整250V/220V左右，用户不能调整电机转矩特性没有冲击转矩，转矩匀速平滑上升1次冲击转矩后，转矩匀速平滑上升转矩跳跃上升，有2次冲击转矩能否频繁起动可以一般不能一般不能1.4软起动器的起、停方式以及保护功能1.4.1软起动器起、停方式软起动器有完美的起动模式，收到外部起、停命令后，按照预先
9、设定的起、停方式实现对电机的控制。可选的起、停控制模式有以下几种： （1）限流软起动控制模式：电动机起动时，其输出电压从零迅速增加，直至输出电流达到设定的电流限幅值m ，然后保证输出电流在不大于该值的情况下，电压逐渐升高，电动机逐渐加速，当电动机达到额定转速时，旁路接触器吸合，输出电流迅速下降至电机额定电流Ie以下，完成起动过程。如图1-1所示。图1-1限流软起动示意图（2）电压斜坡起动控制模式 : 当电动机起动时，在电动机电流不超出额定值400%的范围内，软起动器的输出电压迅速上升到整定值U1，然后按设定的速率逐渐增加，电动机随电压的上升不断平稳加速，直至达到额定电压后，电机达到额定转速，旁
10、路接触器吸合，起动过程完成。起动时间T是根据标准负载在标准实验条件下所得的控制参数，SJR2系列软起动器以此参数为基准，通过控制输出电压使电机平稳加速以完成起动过程，并非机械的控制时间T而不论电机加速是否平稳，鉴于此，在负载较轻时，起动时间往往小于设定的起动时间，只要能顺利起动则属正常，这也是山宇变频器智能化的表现之一。一般而言，电压斜坡起动模式适用于对起动电流要求不严对起动平稳性要求较高的场所。输出特性曲线如图1-2所示。图1-2电压斜坡起动输出特性曲线（3）突跳+限流或突跳+电压起动模式：图1-3给出了突跳起动模式的输出变化波形，在某些重载场合下，由于机械静摩擦力的影响而不能起动电机时，可
11、选用此种起动模式。在起动时，先对电动机施加一个较高的固定的电压并持续有限的一段时间，以克服电动机负载的静摩擦力使电机转动，然后按限制电流或电压斜坡的方式起动。在选用此模式前，应先用非突跳模式起动电机，若电机因静摩擦力太大不能转动，再选用此模式，否则应避免用此模式起动，以减少不必要的大电流冲击。（a）突跳+限流 (b)突跳+电压起动图1-3突跳起动输出特性曲线(4) 电流斜坡起动模式。图1-4为电流斜坡起动模式的输出电流波形，其中I1为限流值，T1为设置的时间值。电流斜坡起动模式具有较强的加速能力，适用与两极电动机，也可在一定范围内缩短起动时间图1-4电流斜坡起动输出特性曲线（5）软停车模式：在
12、这种停车模式下，电动机的供电有旁路接触器切换到软起动器的晶闸管输出，软起动器的输出电压由全压逐渐减小，使电动机转速平稳降低，以避免机械震荡，直到电动机停止运行。（6）自由停车：在这种停车模式下，软起动器接到停止命令后立即断开旁路接触器并禁止软起动器晶闸管的电压输出，电动机依负载惯性逐渐停车。1.4.2 软起动的保护功能（1）过载保护功能：软起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，软起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。
13、（3）过热保护功能：通过软起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1.5 软起动的前景现在市场有多种型号的软起动可供用户选择，不同产品所具功能也不仅相同，选择是建议遵循下述原则。原则上，异步电机凡不需要调速的各种应用场合都可使用，适用于各种泵类负载或风机类负载，需要软起动与软停车(解决水锤效用)对于变负载工况、电动机长期处于轻载运行，只有短时或瞬间处于满负荷运行场合，应用软起动器(不带旁路接触器)则具有轻载节能的效果。第二章 交流笼型电动机软起动控制技术2.1 交流笼
14、型电动机的各种起动方式2.1.1 交流笼型电动机全压起动将电动机的定子直接入电网，电机定子可获得电网的全电压，称之电动机的全压起动，全压起动的特点： a、高起动电流；b、高起动转矩； c、最短起动时间； d、只能直接起停电动机； e、起动装置价格便宜 2.1.2 交流笼型电动机星角起动此时交流电动机的定子相绕组是分别被引出到电机接线板上（共六个接线端子），电机的工作状态取决于定子相绕组的接法，即是说相绕组的工作电压是线电压还是相电压，即所谓的三角或星接法。利用电机当工作在相电压下，其转矩降低同时，电机电流下降较多的特点，将电机定子通过星角转换面先接成星形，然后再接到电源的起动方式，称之电机星角
15、起动，其特点是： a、低起动电流（不能调节）；b、低起动转矩；c、长起动时间；d、只能直接停止电机运行；e、星角切换产生电流和转矩的尖脉冲冲击；2.1.3 交流笼型电动机自耦减压起动将电动机的定子通过可有级调整电压的自藕变压器接至电网的降压起动方式称之为电动机自藕减压起动。自藕减压起动的特点是： a、需加一台有抽头可调起动电压和电流的自藕变压器； b、起动时间长； c、在电压转换瞬间有尖峰电流和尖峰转矩； d、只能直接停止电机运行；2.1.4 交流笼型电动机软起动对电动机定子施以标准电压（电流）时间特性，由某一基值电压上升至额定电压，同时电动机在控制（或限制）其力矩及冲击条件下，由另速静止平滑
16、加速至额定转速或从额定转速缓慢停止的过程。而通常将实现上述功能的电力电子装置称之为软起动器，而将软起动器及其为运行而配置的其他多个低压电器、测量、传感、调节或多台电机控制、起动的协调（如PLC）部分等装于一个有防护的外壳中，则称之为电动机软起动装置（柜）。 电动机软起动有如下特点：a、可调起动电流；b、可调起动转矩；c、可适当调节起动时间；d、可实现软停车；e、对机械设备和管道的磨损最小；f、可实现一台软起动设备逐步（同时）起动若干台电动机；2.2 交流笼型电动机各种起动方式比较本章介绍了各类电动机的起动方式，并且分别说明了它们的特点。这里再以主要电气性能，以量化的数据进行一番对比，以其做个小
17、结，并有一比较后的基本结论，那就是软起动方式是现代电气传动的最优方式，期望这一世界性的工业基础装备尽快在我国得到普及。各种起动方式基本性能对比表 起动方式 电气性能全压起动星角起动电阻调节自藕变压器软起动堵转转矩1.52.8 MH0.50.9 MH0.50.75 MH0.40.85 MH0.062.8 MH起动电流48 IH1.82.5 IH1.56 IH1.64 IH1.56 IH需要的接线端子数3个最小6个3个3个3个典型起动方式电压、电流转矩对比表起动方式电动机端电压%电机起动电流%电机起动转矩%电动机线电流%堵转转子电流全负载电流堵转转子电流全负载电流堵转转子电流全负载电流全压起动10
18、0100600100180100600自耦变压器起动分别给出三种（80%、65%、50%）抽头电压的对比参数80% 65% 50%8080480641156448065653904276423905050300254525300星角起 动10033198336065390软起动01000100060001000180010006000UUNUSt直接起动斜坡时间tRt1t2电机端电压0It全压起动tR电机电流IS0nt全压起动tRt1t2nN电机转速图2-1 软起动的电压、电流、转速2.3 交流笼型电动机软起动的各种控制方式交流笼型电动机软起动的主要控制方式有两大类：通过限制起动电流；通过转矩
19、控制。其目的都是在满足负载转矩需求的前提下，提供足够的加速转矩，实现带有负载的电动机平滑加速到额定值。1） 通过限流的软起动 通过限流实现软起动。可以图2-1 说明，通过电机端电压的控制（即电压按一定斜坡逐步增长），电动机的起动电流被限制（远比全压起动小），同时电机的转速平缓增长，做到电机软起动。从本图还可看出负载存在有静摩擦转矩，为此在电压给定初期，需要一突加电压（约25%75%可调），我们称之为起始电压；此后电机依一斜率增加，我们称之为斜坡电压。通过施加起始电压（小于额定电压）和斜坡电压，实现了限制起动电流，其结果是压呈跳跃式变化，如图2-1 所示的速度与转矩的关系曲线，使电机运行在另一条
20、特性曲线上。 a、电压斜坡时间(t)UNUS电压(U)0tRIAIS时间(t)电流(I)0IL图2-2 电压斜坡1-11 如图2-2 所示，电压斜坡控制由二个物理量组成：起始电压，斜坡时间。从起始电压变化看，呈跳跃式变化，如图示 此后电压沿一给定斜率，经过给定的斜坡时间tR，到达额定电压UN。与此对应的电流IS也被限制在IA范围内，这是由于电流I是电压的积分，然后在斜坡电压作用下按负载转矩需求逐步增加，直至起动完毕。电流降至负载电流ILO。 电压斜坡是实现限制起动电流，并提供克服静摩擦转矩的起始起动转矩，做到电机平滑起动的主要基本技术措施。并且随着静转矩大小，可随意调节起始电压US，根据负载惯
21、性矩的大小，还可随意调节斜坡时间。 b、电流限制的各种方案 限制软起动起动电流有如下二种控制方案，它们相对于不同负载情况，各有优点。下面分别予以说明。 只有电压限制：（见图2-3 ）通过电压限制去限制起始电流，效果是明显的。当电压被限制在UB时，电流将被限制在IB，在限制时间tB内，电流IB也维持一定时间，直至将电动机起动至额定转速后，电流开始下降至负载电流IL需要值。由于电流限制通过电压限制实现，电流随时间变化的波形比较圆滑，也即电流充满系数低。这样从电磁、转矩能量关系看，显然起动时间相比较与直接利用电流限制要长些。UN 额定电压 IA 全压起动电流UB 电压限制 IB 电流限制tB 电压限
22、制时间 IL 负载电流IAIB时间(t)电流(I)0ILUNUB时间(t)电压(U)0tB图2-3 电压限制 只有电流限制：（见图2-4 ）本方式是直接限制电流，达到限制起动转矩、平滑起动电机目的。由于是直接限制电流，与通过限制电压达到限制电流相比，电流充满系数要好些，故相对来说，起动时间就短些。从工程实现角度看：限制电流方式比限制电压方式要难些，要么通过计算，直接给出电流量控制，要么建立电流闭环。UN 额定电压 IA 全压起动电流 US 起始电压 IB 电流限制tR 斜坡时间 IL 负载电流IAIB时间(t)电流(I)0ILUNUS时间(t)电压(U)0tR图2-4 电流限制c、电压斜坡和电
23、压限制UN 额定电压 IA 全压起动电流UB 电压限制 IB 电流限制US 起始电压 IS 起始电流 tR 斜坡时间 IL 负载电流tB 电压限制时间UNUB时间(t)电压(U)0UStBtRIAIB时间(t)电流(I)0ILIS图2-5 电压斜坡和电压限制电压斜坡和电压限制的电压和电流波形见图2-5 。其控制方式是：先施加一起始电压US，然后转换成斜坡电压U。经过斜坡时间tR时间，电压达到UB后，限制在UB，并经tB时间，在转换到额定电压UN。同样电流由O IS IB IL至负载平衡，电机起动完毕。 本控制方式虽然较前叙复杂些，但电流量没有像。只有电流限制，那样电流有一突变，其电流波形较圆滑
24、，这同样是由于是用施加电压量去控制电流，而不是直接控制电流的缘故。 d、电流限制和电压斜坡 图2-6 是电流限制和电压斜坡控制时的电压、电流随时间变化的波形。UN 额定电压 IA 全压起动电流US 起始电压 IB 电流限制 IS 起始电流UNUS时间(t)电压(U)0IAIB时间(t)电流(I)0IS 图2-6 电流限制电压斜坡电流限制和电压斜坡控制与上面一种电压限制、电压斜坡的区别是电流限制是直接通过控制电流实现。因此其电流充满系数要比电压限制充满，相比较起动时间要短些，但同时存在直接控制电流较直接控制电压难些。 e、电压限制和突跳起动UN 额定电压 IA 全压起动电流UT 突跳电压 IT
25、突跳电流UB 电压限制 IB 电流限制UNUB时间(t)0tBUTtL电流(I)IAIB时间(t)0IT电流(I) 图2-7 是电压限制和突跳起动控制时的电压、电流随时间变化的波形。图2-7 电压限制和起动突跳本控制方式是对那些具有较大静阻力矩的机械设备配置的一种控制方式。在起动伊始，给电机突加一UL，并转入成对电机施加一较高起动电流IL，用其克服较大静摩擦转矩，使负载机械开始盘车。经过短暂地时间tL后，电压波形下降到UB（电压限制值），并维持tB时间，转换成额定电压UN，其相应电流波形由IL IB IL，完成电机起动过程。 f、电流限制和突跳起动UN 额定电压 IA 全压起动电流UT 突跳电
26、压 IT 突跳电流US 起始电压 IB 电流限制 IL 负载电流UNUS时间(t)电压(U)0UTIAIB时间(t)电流(I)0ILIT图2-8 是电流限制和突跳起动控制时的电压、电流随时间变化的波图2-8 电流限制和突跳起动本控制方案与电压限制、突跳起动的不同点是：将电流限制直接通过电流控制实现，其他控制过程都一致。其效果也是电流控制的电流波形充满系数好，相对起动时间短。UN 额定电压 IA 全压起动电流UT 突跳电压 IT 突跳电流UB 电压限制 IB 电流限制US 起始电压 IS 起始电流UNUB时间(t)电压(U)0UTUSIAIB时间(t)电流(I)0ITIS图2-9 电压限制和电压
27、斜坡突跳起动g、电压限制和电压斜坡加突跳起动图2-9 是电压限制和电压斜坡加突跳起动控制时的电压、电流随时间变化的波形。 本控制方式是一较复杂的控制方式。即在电压限制、电压斜坡基础上添加突跳起动，也是为那些大摩擦转矩负载而设置。从电流波形看，要比电压限制加突跳起动的波形好，加入电压斜坡，使电压量在起动过程中有一缓慢变化段，不至使电机受到一电流突然变化的小冲击，起动平稳。 h、电流限制和电压斜坡加突跳起动 图2-10是电流限制和电压斜坡加突跳起动控制时的电压、电流随时间变化的波形。UN 额定电压 IA 全压起动电流UT 突跳起动 IT 突跳起动UB 电压限制 IB 电流限制 US 起始电压 IS
28、 起始电流IAIB时间(t)电流(I)0ITISUNUT时间(t)电压(U)0tLUBUStR图2-10 电压斜坡和电流限制突跳起动本方案与电压限制不同（图2-9 ），是通过直接控制电流实现限制电流，其他类同。再与无电压斜坡的电流限制加突跳起动相比（图2-8 ），使电机起动过程中有一缓慢的变化段，不致使电机受到突然变化电流的冲击，起动平稳。2） 磁通转矩控制的软起动现代软起动技术正是将原变频调速中的矢量控制和磁场定向控制引入，并创立了转矩控制。由于软起动研究的是电动机的起动过程，所以要对电机转矩控制，此时标注转矩斜坡控制，则更确切。图2-18即是转矩控制的方框图，图2-11为带转矩斜坡控制的起
29、动特性，相应的图2-12和图2-13分别为电压斜坡及电压斜坡加电流限制起动特性。速度电流图电机速度020%40%60%80%100%600%400%200%电流速度力矩图力矩电机速度020%40%60%80%100%300%200%100%负载力矩恒加速力矩图2-11 带力矩控制的起动特性下面简单介绍通过转矩斜坡控制得到的理想起动特性。通过图2-12、图2-13的对比，可以非常明显的看到在电动机的起动过程中，以转矩为控制量完成电动机软起动的过程控制是一种最佳选择。由于我们讨论的是电动机起动过程，在这一过程中负载需要的转矩（恒转矩除外）也随起动过程逐步增加，故称变转矩，再者更希望此变化的转矩随负
30、载与转速关系曲线跟踪变化，也称转矩斜坡。从图1-20中还可看到，此时起动的每一瞬间电机提供给负速度力矩图力矩电机速度020%40%60%80%100%300%200%100%负载力矩恒加速力矩0电机速度20%40%60%80%100%600%400%200%速度电流图电流图2-12 电压斜坡软起动特性速度力矩图力矩电机速度020%40%60%80%100%300%200%100%负载力矩恒加速力矩电机速度020%40%60%80%100%600%400%200%速度电流图电流图2-13 电压斜坡结合电流限幅起动特性载的加速转矩也仅限于稍大于负载转矩（一般取值115%）即可，具体的工程简化计算及
31、工程估算值，将在下一章详细介绍。电压斜坡泵系统转矩斜坡速度间全压转矩100%100%图2-16 泵控制特性流量100%全压软起动泵控制(转矩斜坡)时间图2-14 泵控制后的流量-时间特性100%转矩时间全压电压斜坡泵系统加速转矩电流限制加速转矩剩余图2-15 泵控制后转矩-速度特性在图2-15中，电压斜坡与转矩斜坡之间的双荫影为剩余加速转矩，荫影为电压控制下的加速转矩，而采用转矩斜坡控制后（图2-16泵控制特性）的实际加速转矩需要则是小得多。图2-14则是泵控制后的流量时间特性，可看出泵流量在转矩斜坡控制下变化是平稳的。第三章 交流笼型电动机软起动的单电机主电路方案3.1 接触器熔断器电路由软
32、起动器组成的控制电动机起动的装置，除去主要电器设备软起动器外，为了实现与电网、电机之间的电联接可靠工作，仍需施加起保护协调与控制作用的低压电器如刀开关、熔断器、刀熔开关、断路器、热继电器、快速熔断器等，实现功能不同，线路配置不同，下面分别叙述。在软起动电路中值得推荐的是接触器熔断器组；即所谓F-C电路。即使不使用软起动的平滑起动，而用硬起动，F-C电路也是一很好方案。SM1刀熔开关接触器旁路接触器 图3-1 接触器熔断器方案需要说明的是天传电子公司软起动无须加装快速熔断器，本产品的电子保护已经保证可靠运行。但主接触仍要接入，否则电机侧仍带电。这是由于旁路接触器旁路软起动，使电机带电。只有在软起
33、动器的上侧接一只接触器，当其断开后，电动机不再带电。3.2 断路器接触器电路这一种接线方式是目前多数软起动用户采用的首选方案，下面是天传电子公司的一拖一断路器一接触器电器原理图。其中断路器即可采用带热磁扣器的塑壳开关，也可采用单有电磁脱扣的塑壳断路器。3.3 通过软起动器实现对电动机制动的控制通过软起动器实现电动机从零到预定转速的 起动过程，还可通过软起动器实现电动机从额定转速到零速的制动。这种制动可以 下面分别叙述它们的工作原理。 1） 通过软起动器实现电动机制动基本原理 通过软起动器实现电动机制动实质是对电动机实现DC制动，DC制动属于动能制动，它是将电机首先脱离交流电源的供电，然后将定子
34、绕组切换到一直流电源，就可实现动能制动（见图3-3）。 由图3-3看出，将直流电能接入电动机定子绕组后，它也会在电动机中产生磁场，它的基波值也会产生按正弦分布的磁通密度，这时电动机转子仍然在旋转，在旋转着的转子中就感应到这种交流电流，但是这一交流电流产生的磁场相对定子而言是静止的，它不会对电动起加速作用，反而由于这一交流电流的不旋转磁场与转子电流的相互作用对电动机产生减速作用力，产生制动转矩，达到电机制动目的。上述作用还可通过异步电动机的动能制动特性曲线直观地观察到（见图3-4）。图3-4是异步电动机在动能制动过渡特性曲线。图3-4的第象限画的是电动机固有特性，也即电机正常运转时的特性，而第象
35、限画的是该电机受到反方向制动力矩M，电机工作转换到停止位置的直流制动特性。例如当负载处于MC转矩下运行于转速NC点；若此时发出制动指令并转入直流制动，电机则沿通过NC点的水平虚线过渡到制动时（第二象限）曲线1、2或3的、或的任一个交点并沿此曲线，按箭头方向滑向座标原点，即制动力矩为转速为另的点。曲线1、2或3分别代表3种不同的制动电流或不同的制动转矩M情况，其中曲1制动电流最大，曲线3制动电流最小。直流制动特性nR3R2RDMC-MR1R2R3321Mn132电机固有特性图3-4 电机直流制动n=f(M)特性 2） 通过软起动器实现制动的主电路方案 K7K7K7S1K15K2K2K7DC运行软
36、起动器T3T2T1MK14K15K14K13K15K14K2K13K14K13DC运行软起动器T3T2T1K15K13K2M 图3-5(a)带制动的软起动S1-紧急停止其中K7制动接触器K14闭合制动接触器其中K13制动用控制继电器图3-5(b) 带制动的软起动K15打开制动接触器 从直流制动原理图3-3看，直流制动需外加一直流电源或通过外加一整流器将交流转换成制动需要的直流。这里所讲的是通过图3-5线路可看出，可利用交流软起动器的电力电子功率元件，改变其向电动机输送交流电能的通道，只允许脉冲直流通过T1 及 T3注入流向电动机定子绕组，并产生制动效果。在脉冲直流通过T1及T 3相向定子输送直
37、流电流时，T2相被K7接触器断开，这样实际线路与图3-3的原理线路就一致了。由于转子电阻是固定的，通过调整注入直流的大小，可以调整制动转矩的大小。对于图3-5（b）所示的另一个线路是设置两只接触器K14 及K15，其中K14称之为“关闭”制动接触器K15 称之为“打开”制动接触器。它们的作用与图的K7接触器相一致，只是此时用K15代替了K7的常闭节点，K14代替了图4-5的常开节点。在控制方面无论是图3-5（a）的K7接触器和图4-6（b）中的K14，K15接触器均受到中间继电器K2和软起动器中予置的制动继电器控制。在容量选择上K14的容量大些，要大到15%。控制继电器K13是带延时断开特性的
38、开关。3.4 带旁接触器两个旋转方向运行电路K3K1S4S3K1N器动起软 1QM K3K1S5S5S2停K2K1K3K3合合K1K3K2MS1停止按钮K3反向运转接触器K2旁路接触器其中K1主接触器S2关闭按钮S5报警复位S4合闸按钮S3合闸按钮图3-6 两个方向运转带旁路方案图3-6是一个带旁路接触器的两方面运行电纲，共中K1为主接触器，K2为旁路接触器，K3反方向运行运转接触器。利用S3，S4操纵正向与反向运行，利用在软起动内部的逻辑信号，控制软起动完程后的旁路运行。其他的S2为停止，S5为急停操作开关。结束语通过以上的叙述，我们知道软起动器是一种集电机软起动、软停车、轻载节能和多种保护
39、功能于一体的新颖电机控制装置，国外称为Soft Starter。它的主要构成是串接于电源与被控电机之间的三相反并联晶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。主要有四种启动方式：（1）限流软起动控制模式。这种起动方式最简单，不具备电流闭环控制，仅调整晶闸管导通角，使之与时间成一定函数关系增加。其缺点是，由于不限流，在电机起动过程中，有时要产生较大的冲击电流使晶闸管损坏，对电网影响较大，实际很少应用；（2）电压斜坡起动控制模式。这种起动方式是在电动机起动的初始阶段起动电流逐渐增加，当电流达到预先所设定的值后保持
40、恒定（t1至t2阶段），直至起动完毕。起动过程中，电流上升变化的速率是可以根据电动机负载调整设定。电流上升速率大，则起动转矩大，起动时间短。该起动方式是应用最多的起动方式，尤其适用于风机、泵类负载的起动；（3）突跳+限流或突跳+电压起动模式。开机，即以最短时间，使起动电流迅速达到设定值，即为阶跃起动。通过调节起动电流设定值，可以达到快速起动效果；（4）电流斜坡起动模式。在起动开始阶段，让晶闸管在级短时间内，以较大电流导通一段时间后回落，再按原设定值线性上升，连入恒流起动。该起动方法，在一般负载中较少应用，适用于重载并需克服较大静摩擦的起动场合。限流软起动控制模式电压斜坡起动控制模式、突跳+限流或突跳+电压起动模式和电流斜坡起动模式；两种停车方式及软停车模式和自由停车。软起动器特别适用于各种泵类负载或风机类负载，需要软起动与软停车的场合。同样对于变负载工况、电动机长期处于轻载运行，只有短时或瞬间处于重载场合，
