電子軟啟動(dòng)器主電路設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文

畢論（電子軟動(dòng)器主電路計(jì)）系

別

信息與電子系專(zhuān)業(yè)班級(jí)

自動(dòng)化

摘

要大功率感應(yīng)電動(dòng)機(jī)因?yàn)檗D(zhuǎn)動(dòng)慣量很大，如果直接啟動(dòng)的話，其起動(dòng)電流往往會(huì)很高，會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生電流沖擊，影響電網(wǎng)其它設(shè)備不能正常運(yùn)行，或者啟動(dòng)電流超過(guò)過(guò)電流保護(hù)整定值而動(dòng)作，造成電動(dòng)機(jī)無(wú)法起動(dòng)、無(wú)法運(yùn)行等現(xiàn)象。軟啟動(dòng)降壓?jiǎn)?dòng)性能好，成本低，而且它為無(wú)觸點(diǎn)啟動(dòng)，啟動(dòng)平滑。而實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能有兩種方法第一是用雙向晶閘管來(lái)觸發(fā)，本文選用了第二種單向晶閘管反并聯(lián)的方法實(shí)行。本課題主要針對(duì)硬件設(shè)計(jì)，以電力電子技術(shù)相關(guān)知識(shí)進(jìn)行工程設(shè)計(jì)。實(shí)現(xiàn)三相異步電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)。而三相異步電動(dòng)機(jī)額定功率10KW、額定電壓、額定電流20A。關(guān)鍵詞閘管；控制電路；脈沖變壓器；軟啟動(dòng)；保護(hù)電路High-powerinductionmotorinertiamaybebig,ifitstartsupdirectly,the

startingsootherdevicescannotrunnormally.Orstartingcurrentismorethanthesettingvalueofovercurrentprotectionsothatthepoweristurnedoff,thatcausesthemotorcannotstartuporrun.Thesoftperformancegood,cost,itfornon-contactstartup,startthishaveofmethods,istheTRIAC,thispaperchoosesthesecondmethodthatistwothrystorsinreverseparallel.Thissubjectmainlyfocusonhardwaredesignusingpowerelectronicstechnology,realizesoftstart-upofthree-phaseasynchronousmotor.Andthethree-phasemotorhaspower10KW,rated380Vcurrent20A.Keywords:Thyristor;Controlcircuit;Pulsetransformer;Softstart-up;Protectioncircuit目

錄摘

............................................................................................................................................

ABSTRACT....................................................................................................................................2目12

............................................................................................................................................緒..........................................................................................................................................1.1課題背.........................................................................................................................1.2本課題研究目的及意...............................................................誤！未義書(shū)簽電子軟啟動(dòng)相關(guān)的理論與技..............................................................................................2.1電子軟啟動(dòng)器有關(guān)知.................................................................................................6

電子軟啟動(dòng)的概念以及它有哪些特性和變壓器的差異...............................6電子軟啟動(dòng)器的工作原.

電子軟啟動(dòng)特點(diǎn)和啟動(dòng)方電子軟啟動(dòng)器主要功電子軟啟動(dòng)器主要用于哪些場(chǎng)最適宜軟啟動(dòng)器作輕載運(yùn)行的場(chǎng)36

本課題的整體方................................................................................................................3.1本課題分析和選.......................................................................................................3.2設(shè)計(jì)的思...................................................................................................................16參考數(shù)據(jù)和選......................................................................................................................16.2晶閘管選.....................................................................................................................

選用kp20晶閘管要注意事.Rao的選..........................................................錯(cuò)！未定書(shū)簽。

電源電路中電解電容的選散熱器的選789

保護(hù)電..................................................................................................................................37.1晶閘管過(guò)電流保.........................................................................................................7.2晶閘管過(guò)電壓保.........................................................................................................7.3晶閘管的散熱功能的保.............................................................................................37.2過(guò)電流保.....................................................................................................................三相異步電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)總..................................................................................................5結(jié)..........................................................................................................................................

致

............................................................................................................................................參考文........................................................................................................................................1.1

緒課題背電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，是工業(yè)、農(nóng)業(yè)和交通運(yùn)輸重要設(shè)備。改革開(kāi)放以來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，許多工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)能力迅速提高和隨之而來(lái)的大、重型生產(chǎn)設(shè)備不斷涌現(xiàn)，其生產(chǎn)設(shè)備的驅(qū)動(dòng)電機(jī)容量也越來(lái)越大。同步電動(dòng)機(jī)以其可調(diào)的功率因數(shù)和輸出轉(zhuǎn)矩對(duì)電網(wǎng)電壓波動(dòng)不敏感等良好的運(yùn)行性能，在大功率電氣傳動(dòng)領(lǐng)域獨(dú)占鰲頭，是

驅(qū)動(dòng)大型風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)、高爐鼓風(fēng)機(jī)、短路實(shí)驗(yàn)機(jī)組的優(yōu)勢(shì)機(jī)型，更是抽水蓄能電站必不可能少的關(guān)鍵設(shè)備。鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)以其低成本、高可靠性和易維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)在各行業(yè)中應(yīng)用廣泛。三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)性能主要是啟動(dòng)電流和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的大小。為了提高工作效率和電動(dòng)機(jī)壽命增長(zhǎng)，選擇一種更好的起動(dòng)方式對(duì)功率和壽命的增長(zhǎng)是不可缺少的。電子軟起動(dòng)器的誕生，已經(jīng)從很大程度上提供了解決這個(gè)技術(shù)難題的有效手段，而且近年來(lái)隨著電力電子技術(shù)以及智能控制技術(shù)的不斷發(fā)展，電子軟起動(dòng)器已經(jīng)逐步取代了傳統(tǒng)的起動(dòng)方法，例如“Y△”降壓起動(dòng)、自耦變壓器降壓起動(dòng)以及磁性調(diào)壓起動(dòng)等。所謂電子軟起動(dòng)器，就是使用晶閘管調(diào)壓技術(shù)，采用單片機(jī)控制的起動(dòng)器，在用戶規(guī)定的起動(dòng)時(shí)間內(nèi)自動(dòng)地將起動(dòng)電壓連續(xù)平滑地上升，直到達(dá)到額定電壓，從而達(dá)到有效控制起動(dòng)電流的目的。1.2

本課題究目的及意電子軟起動(dòng)器是一種能實(shí)現(xiàn)電機(jī)軟起動(dòng)、軟停車(chē)和多種保護(hù)功能的電機(jī)控制裝置。軟起動(dòng)器起動(dòng)電機(jī)，電壓由零慢慢提升到額定電壓，起動(dòng)電流就由傳統(tǒng)的過(guò)載；中擊電流不可控，變成為可控。而且，可根據(jù)需要調(diào)節(jié)起動(dòng)電流的大小，起動(dòng)全過(guò)程平滑的起動(dòng)運(yùn)行不存在；中擊。待電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)，起動(dòng)過(guò)程結(jié)束，軟起動(dòng)器中晶閘管旁路的接觸器閉合，這樣可以降低品閘管的熱損耗，延長(zhǎng)軟起動(dòng)器的使用壽命，還可以提高工作效率，使電網(wǎng)避免諧波污染。軟起動(dòng)器同時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)軟停車(chē)，軟停車(chē)與軟啟動(dòng)過(guò)程相反，電壓逐漸降低，轉(zhuǎn)數(shù)逐漸下降到零。本課題主要意義有二大方面：第一改善電動(dòng)機(jī)電流過(guò)大使電動(dòng)機(jī)使用壽命降低和電網(wǎng)安全運(yùn)行的問(wèn)題。第二電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生短時(shí)間的諧波電流，使電網(wǎng)的諧波大量增加因此電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)對(duì)社會(huì)的發(fā)展起到了重要意義，也是社會(huì)文明進(jìn)步不可缺少的重要部分。電軟動(dòng)關(guān)理與術(shù)2.1

電子軟動(dòng)器有關(guān)知電子軟啟的概念它有哪些特以及變器的同之處電子軟啟動(dòng)器是一種集電機(jī)軟起動(dòng)、軟停車(chē)、輕載節(jié)能和多種保護(hù)功能于一體的新穎電機(jī)控制裝置。電子軟啟動(dòng)器具有很多優(yōu)點(diǎn)比如：無(wú)沖擊電流、恒流起動(dòng)、可自由地?zé)o極

調(diào)壓至最佳起動(dòng)電流以及節(jié)能等。電子軟啟器與傳減壓起動(dòng)方的差異電子軟起動(dòng)與傳統(tǒng)減壓?jiǎn)?dòng)方式的不同之處是：（）無(wú)沖擊電流。軟啟動(dòng)器在起動(dòng)電機(jī)時(shí)，通過(guò)逐漸增大晶閘管導(dǎo)通角，使電機(jī)起動(dòng)電流從零線性上升至設(shè)定值。對(duì)電機(jī)無(wú)沖擊，提高了供電可靠性，平穩(wěn)起動(dòng)，減少對(duì)負(fù)載機(jī)械的沖擊轉(zhuǎn)矩，延長(zhǎng)機(jī)器使用壽命。（）有軟停車(chē)功能，即平滑減速，逐漸停機(jī)，它可以克服瞬間斷電停機(jī)的弊病，減輕對(duì)重載機(jī)械的沖擊，避免高程供水系統(tǒng)的水錘效應(yīng)，減少設(shè)備損壞。（）起動(dòng)參數(shù)可調(diào)，根據(jù)負(fù)載情況及電網(wǎng)繼電保護(hù)特性選擇，可自由地?zé)o級(jí)調(diào)整至最佳的起動(dòng)電流。

電子軟動(dòng)器的工作理軟起動(dòng)器結(jié)合了電力電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和單片機(jī)技術(shù)，是專(zhuān)為三相異步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的一種全數(shù)字智能化起動(dòng)設(shè)備。其基本原理是通過(guò)對(duì)功率器件即可控硅的控制而實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和停止控制，控制其內(nèi)部晶閘管的導(dǎo)通角，使電機(jī)輸入電壓從零以預(yù)設(shè)函數(shù)關(guān)系逐漸上升，直至起動(dòng)結(jié)束，之后電機(jī)全電壓運(yùn)行。在軟起動(dòng)過(guò)程中，電機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩逐漸增加，轉(zhuǎn)速也逐漸增加。主要工作原理為：三對(duì)反并聯(lián)的晶閘管串接于電動(dòng)機(jī)的三相電路上，通過(guò)單片機(jī)輸出觸發(fā)信號(hào)，改變導(dǎo)通程度，調(diào)節(jié)電機(jī)的起動(dòng)電壓，并引入電壓和電流反饋，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的軟起動(dòng)，并可控制電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流的大小。

軟啟動(dòng)點(diǎn)和啟動(dòng)方

電子軟動(dòng)特點(diǎn)①啟動(dòng)電壓可調(diào)，保證電機(jī)啟動(dòng)的最小啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，避免電機(jī)過(guò)熱和能源浪費(fèi)；②控制電機(jī)平滑啟動(dòng)，使得啟動(dòng)電流沖擊減少；③啟動(dòng)電流可根據(jù)負(fù)載情況調(diào)整使得啟動(dòng)損耗減少最小的電流產(chǎn)生最佳的轉(zhuǎn)矩；④啟動(dòng)時(shí)間可調(diào)，在該時(shí)間范圍內(nèi)，電機(jī)轉(zhuǎn)速逐漸上升，避免轉(zhuǎn)速?zèng)_擊；⑤對(duì)傳動(dòng)機(jī)械的機(jī)械保護(hù)，清除轉(zhuǎn)矩浪涌并降低沖擊電流；⑥自由停車(chē)和軟停車(chē)可選，軟停車(chē)快慢可調(diào)；

⑦恒定的加減速，不需要測(cè)速機(jī)，即使當(dāng)電機(jī)負(fù)載變化時(shí)也是如此；⑧有相序、缺相、過(guò)熱、啟動(dòng)過(guò)程過(guò)流、運(yùn)行過(guò)程過(guò)流和過(guò)載的檢測(cè)及保護(hù)，其過(guò)流值和過(guò)載值可調(diào)。

軟啟動(dòng)法①斜坡升壓軟起動(dòng)；見(jiàn)圖2這種起動(dòng)方式最簡(jiǎn)單，不具備電流閉環(huán)控制，僅調(diào)整晶閘管導(dǎo)通角使之與時(shí)間成一定函數(shù)關(guān)系增加其缺點(diǎn)是由于不限流在電機(jī)起動(dòng)過(guò)程中，有時(shí)要產(chǎn)生較大的沖擊電流使晶閘管損壞，對(duì)電網(wǎng)影響較大，實(shí)際很少應(yīng)用。②斜坡恒流軟起動(dòng)圖3這種起動(dòng)方式是在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的初始階段起動(dòng)電流逐漸增加，當(dāng)電流達(dá)到預(yù)先所設(shè)定的值后保持恒定，直至起動(dòng)完畢。起動(dòng)過(guò)程中，電流上升變化的速率是可以根據(jù)電動(dòng)機(jī)負(fù)載調(diào)整設(shè)定。電流上升速率大，則起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，起動(dòng)時(shí)間短。該起動(dòng)方式是應(yīng)用最多的起動(dòng)方式，尤其適用于風(fēng)機(jī)、泵類(lèi)負(fù)載的起動(dòng)。③)脈沖沖擊起動(dòng)；見(jiàn)圖4開(kāi)機(jī)即以最短時(shí)間使起動(dòng)電流迅速達(dá)到設(shè)定值，即為階躍

起動(dòng)。通過(guò)調(diào)節(jié)起動(dòng)電流設(shè)定值，可以達(dá)到快速起動(dòng)效果。④階躍起動(dòng)；見(jiàn)圖5在起動(dòng)始階段，讓晶閘管在極短時(shí)間內(nèi)，以較大電流導(dǎo)通一段時(shí)間后回落，再按原設(shè)定值線性上升，連人恒流起動(dòng)。該起動(dòng)方法在一般負(fù)載中較少應(yīng)用，適用于重載并需克服較大靜摩擦。2.1.3軟動(dòng)器主要功為了使軟啟動(dòng)器更佳完美必須借助于單片機(jī)進(jìn)行控制，它通常具備以下主要功能。

自檢功軟啟動(dòng)器通電后單片機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行自檢功能如果出現(xiàn)故障則立即開(kāi)啟警報(bào)功能.

額定電設(shè)定

電動(dòng)機(jī)額定電流應(yīng)為軟啟動(dòng)器額定電流的70%~100%.一旦軟啟動(dòng)器的額定電流確定下來(lái)，那么也同時(shí)設(shè)定了電子過(guò)載保護(hù)器的跳閘等級(jí)

軟啟動(dòng)能軟啟動(dòng)器接到單片機(jī)起動(dòng)命令，軟啟動(dòng)器會(huì)自動(dòng)進(jìn)入起動(dòng)過(guò)程序在規(guī)定的是時(shí)間內(nèi)（一般在0.5~60s可調(diào)）輸出一個(gè)呈線性上升的電壓給電動(dòng)機(jī)。初始電壓為電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電壓。初始電壓一般設(shè)定為的電動(dòng)機(jī)額定電壓；終于電壓為電動(dòng)機(jī)的額定電壓。在起動(dòng)操作前，起動(dòng)電壓的大小、上升時(shí)間等參數(shù)均可預(yù)先設(shè)定。對(duì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩可在5%~90%的鎖定轉(zhuǎn)矩值之間調(diào)節(jié)。軟啟動(dòng)器的起動(dòng)特性曲線如圖所示。M加速斜坡轉(zhuǎn)矩100%初始轉(zhuǎn)矩t起動(dòng)

運(yùn)行圖2-1軟啟動(dòng)器的起動(dòng)特性曲線

脈沖突起動(dòng)功能如果負(fù)載在靜止?fàn)顟B(tài)和具有較大阻力距的狀態(tài)下起動(dòng)，可在斜坡軟啟動(dòng)開(kāi)始之前用脈沖突跳起動(dòng)。比如向電動(dòng)機(jī)施加95%的額定電壓、時(shí)間0.5s，以克服電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的助力距。軟啟動(dòng)器可提供500%額定電流的電流脈沖，調(diào)整時(shí)間范圍為。突跳起動(dòng)的特性曲線如圖2-2所示。

u電壓

突跳起動(dòng)起動(dòng)

運(yùn)行

軟停

圖2-2突起動(dòng)的特性曲線平滑加及平滑減速能通過(guò)單片機(jī)分析電動(dòng)機(jī)變量的狀態(tài)并發(fā)出控制命令，可對(duì)類(lèi)似離心泵負(fù)載的起動(dòng)及停止平滑地加速及減速，來(lái)減小系統(tǒng)中出現(xiàn)的喘振。起動(dòng)時(shí)間可在之間調(diào)整，停止時(shí)間可在2~120s之間調(diào)整。平滑加速及平滑減速的特性曲線如圖所示。v速度起動(dòng)

運(yùn)行

停止圖2-3平滑加速及平滑減速的特性曲線

軟停止能軟啟動(dòng)器在接到軟停機(jī)的指令后，自動(dòng)執(zhí)行軟停止程序，輸出電壓從額定值線性降壓至起動(dòng)時(shí)的初始值。軟停止斜坡時(shí)間可根據(jù)需要設(shè)定，一般在內(nèi)。

旁路切功能

當(dāng)起動(dòng)結(jié)束、電動(dòng)機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)，軟啟動(dòng)器輸出切換信號(hào)，將電機(jī)機(jī)旁路切換至電網(wǎng)供電，以降低軟啟動(dòng)器長(zhǎng)期運(yùn)行的熱損耗?？梢圆捎靡慌_(tái)軟啟動(dòng)器分別控制多臺(tái)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)。

快速停功能該功能用在比自由停車(chē)快的場(chǎng)合。制動(dòng)設(shè)有附加的接觸器或附加電源設(shè)、備的情況下完成。制動(dòng)電流的大小可在滿載電流的150%~400%間調(diào)整。

低速制功能該功能主要用于電動(dòng)機(jī)序正向低速定位停車(chē)和需要制動(dòng)控制停車(chē)的場(chǎng)合。慢速調(diào)制速度為額定速度的7%（低）或額定速度的15%（高速加速電流，當(dāng)加速時(shí)間為2s時(shí)，可在50%~400%之間調(diào)整；制動(dòng)電流可在150%~400%間調(diào)整；低速電流限制可在滿載電流的50%~450%之間調(diào)整；千萬(wàn)要記得不能采用突跳起動(dòng)。低速制動(dòng)特性曲線如圖所示。v速低速

起動(dòng)

運(yùn)行

停止圖2-4低速制動(dòng)特性曲線如圖0

電流限功能最大軟啟動(dòng)電流可以設(shè)置。若起動(dòng)電流超過(guò)該設(shè)定值，電動(dòng)機(jī)電壓將受到限制不在升高，直到電動(dòng)機(jī)電流降到電流設(shè)定值為止。通常電流限制的設(shè)定值為的電動(dòng)機(jī)額定電流（可調(diào)在起動(dòng)過(guò)程中若在規(guī)定時(shí)間內(nèi)電流無(wú)法降至電流限制的設(shè)定值水平之下，則過(guò)電流切除功能投入運(yùn)行，終止起動(dòng)操作1

節(jié)能功如果電動(dòng)機(jī)負(fù)載較輕時(shí)，軟啟動(dòng)器自動(dòng)降低施加于電動(dòng)機(jī)上的電壓，使得提高了電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)，而且達(dá)到節(jié)能的目的。

2

保護(hù)功①過(guò)熱保護(hù)：當(dāng)軟啟動(dòng)器散熱器的溫度超過(guò)設(shè)定值時(shí)，溫度傳感器動(dòng)作，保護(hù)電路切換軟啟動(dòng)輸出。②晶閘管損壞保護(hù)：當(dāng)一個(gè)或多個(gè)晶閘管損壞時(shí)，軟啟動(dòng)器會(huì)自動(dòng)警報(bào)，并且停止電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。③缺相保護(hù)：當(dāng)三相交流電源發(fā)生缺相故障時(shí)，軟啟動(dòng)器將立即關(guān)斷并顯示故障。軟啟動(dòng)器要用于些場(chǎng)合軟啟動(dòng)器已經(jīng)全面取代了傳統(tǒng)的星—三角形啟動(dòng)器、自耦減壓?jiǎn)?dòng)器等。根據(jù)軟啟動(dòng)的功能，適用于哪些場(chǎng)合比如：①正常運(yùn)行時(shí)電動(dòng)機(jī)不需要具有調(diào)整功能，只要解決起動(dòng)過(guò)程的工作狀態(tài)；②在正常運(yùn)行時(shí)負(fù)載不允許減壓、降速；③電動(dòng)機(jī)功率較大（如大于100KW），起動(dòng)時(shí)，會(huì)給主變壓器運(yùn)行照成不良影響；④電動(dòng)機(jī)允許對(duì)電網(wǎng)電壓要求嚴(yán)格，電壓降≤；⑤設(shè)備的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩不大，可進(jìn)行空載或輕載起動(dòng)；⑥設(shè)備精密，設(shè)備起動(dòng)不允許有起動(dòng)沖擊；⑦中大型電動(dòng)機(jī)不需要節(jié)能起動(dòng)。從初投資看，功率在75kw下電動(dòng)機(jī)采用自耦減壓?jiǎn)?dòng)器比較經(jīng)濟(jì)。功率在90~250kw的電動(dòng)機(jī)采用軟啟動(dòng)器比較合算；⑧短期重復(fù)工作的機(jī)械。即指長(zhǎng)期空載（輕載＜35%），短時(shí)重載，空載率較高的機(jī)械，或者負(fù)載持續(xù)率較低的機(jī)械。比如：起重機(jī)、皮帶輸送機(jī)、金屬材料壓延機(jī)、車(chē)床、刨床、剪床等；⑨需要具有突跳、平滑加速、平滑減速、快速停止、低速制動(dòng)、準(zhǔn)確定位等功能的工作機(jī)械；eq\o\ac(○,10)長(zhǎng)期高速、短時(shí)低速的電動(dòng)機(jī)，當(dāng)其負(fù)載率35%時(shí)，采用軟啟動(dòng)器有較好的節(jié)能效果；eq\o\ac(○,11)有多臺(tái)電動(dòng)機(jī)且這些電動(dòng)機(jī)不需要同時(shí)起動(dòng)的場(chǎng)合。最適宜軟動(dòng)器作載運(yùn)行的場(chǎng)軟啟動(dòng)器最合適在以下場(chǎng)合軟啟動(dòng)器作輕載降壓運(yùn)行，它具有較好的節(jié)電效果：①短時(shí)有負(fù)載、長(zhǎng)期輕載運(yùn)行的場(chǎng)合（負(fù)載率＜）比如：油田磕頭式抽油機(jī)，水

泥廠粉碎機(jī)，機(jī)械制造廠沖床、剪床等；②電網(wǎng)電壓長(zhǎng)期偏高（如長(zhǎng)期在400v以上而電動(dòng)機(jī)額定電壓為380V的場(chǎng)合，用軟啟動(dòng)器作降壓運(yùn)行；③配套電動(dòng)機(jī)功率太大，電動(dòng)槍長(zhǎng)期處于輕載運(yùn)行的場(chǎng)合。

3.1

本題整方本課題析和選擇本課題主要是完成一臺(tái)小容量電子軟啟動(dòng)樣機(jī)主電路的設(shè)計(jì)。目標(biāo)和要求：①三相交流異步電動(dòng)機(jī)：額定功率10KW、額定電壓、額定電流20A；②起動(dòng)模式：電壓斜坡起動(dòng)、斜坡限流起動(dòng)、帶突跳的電壓斜坡起動(dòng)、帶突跳的斜坡限流起動(dòng)、限壓起動(dòng)、帶突跳的限壓起動(dòng)；③停車(chē)模式：自由停車(chē)、軟停車(chē)；④輕載自動(dòng)進(jìn)入節(jié)能狀態(tài)。

3.2

設(shè)計(jì)的電路圖圖3-2電電路圖

參數(shù)和擇4.1晶閘管選擇選用kp20晶閘要注意項(xiàng)在使用晶閘管中要正確的選用晶閘管中很有必要的果晶閘管選用不檔會(huì)出現(xiàn)很多嚴(yán)重的問(wèn)題。比如閘管會(huì)被燒壞異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)不了有可能會(huì)壞掉等保護(hù)元件的選用也很重要而本文選用了晶閘管可以參見(jiàn)附錄5KP型晶閘管主要參數(shù)。V1I2IN22I110200mI2=200mA*15/10=300mA而kp20晶閘管觸發(fā)電流100mA就可以了所以滿足條件①普通晶閘管額定電流（即通態(tài)平均電流）It≥（1.3~1.6I，額定電壓由于瞬時(shí)電壓會(huì)使晶閘遭破壞，額定電是等于380v*(2~3)=760v~1140v于在電子市場(chǎng)中沒(méi)有能找到1200v電壓的晶閘管所以本文選用了1000v的電壓。為了更好的保護(hù)晶閘管用到了保護(hù)元件；②晶閘管對(duì)過(guò)電壓和過(guò)流的耐受量很小使短時(shí)間的超過(guò)規(guī)定值的過(guò)電壓或過(guò)電流都會(huì)造成元件損壞，所以必須采取過(guò)電壓和過(guò)電流保護(hù)；③晶閘管及其電路的抗干擾和抗靜電能力差容易引起誤動(dòng)作因此必須采取防干擾、防靜電措施；④晶閘管應(yīng)擰緊在散熱片上；⑤測(cè)試或檢查晶閘管時(shí)，控制極和陰極之間瞬時(shí)電壓不應(yīng)超過(guò)否則控制極會(huì)被擊穿。

電源電中電解電容選擇本課題中有了一個(gè)變220變24v的交流電在經(jīng)過(guò)橋使的輸出點(diǎn)電壓大于24v，小于30v。進(jìn)行濾波以及保護(hù)。所以選擇了的電解電容。

散熱器選擇

散熱片選擇

本課題選擇散熱片是根據(jù)晶閘管來(lái)選擇的，而本課題選擇的是螺旋狀晶閘管基本上能有旋轉(zhuǎn)的散熱片適合晶閘管就行了散熱片在使用中要在電子元件與散熱片接觸面涂上一層導(dǎo)熱硅脂元器件發(fā)出的熱量更有效的傳導(dǎo)到散熱片上，在經(jīng)散熱片散發(fā)到周?chē)諝庵腥ァ?/p>

散熱風(fēng)的選擇如公式6-1所示P=UIU—晶閘管觸發(fā)電壓I—晶閘管觸發(fā)點(diǎn)流本課題選擇KP20的晶閘管能觸發(fā)晶閘管額定電壓、額定電流。在本課題中輸出的額定電流為300mA、額定電壓可得：功率P=UI=300mA*10V=3W所以選擇了5W散熱風(fēng)扇。

（6-1）

保電5.1晶閘管過(guò)電流護(hù)5.1.1

快速熔器保護(hù)普通熔斷器由于熔斷時(shí)間長(zhǎng)來(lái)保護(hù)晶閘管時(shí)可能在熔斷器的熔體還沒(méi)熔斷之前晶閘管就已經(jīng)損壞了因此起不到保護(hù)作用快速熔斷器系專(zhuān)門(mén)為晶閘管保護(hù)用，其熔斷速度非?？臁＿x用快速熔斷器時(shí)按電路電流有效值選用而不是按所用晶閘管的通態(tài)平均電流It選擇。而選擇了KP20它的It=20A，有效值為1.57*20=30.14A熔斷器過(guò)載能力必須與晶閘管實(shí)際工作電流有效值過(guò)載情況相比配?？焖偃蹟嗥鞯倪x擇如附錄。5.2晶閘管過(guò)電壓護(hù)5.2.1

阻容保由于電容兩端的電壓不能突變將阻容元件并聯(lián)在晶閘管兩端當(dāng)發(fā)生過(guò)電壓使電容器先沖電而充電需要一定時(shí)間電容器兩端電壓還未充到很高時(shí)，短暫的過(guò)電壓已經(jīng)消失，從而抑制了過(guò)電壓的峰值，使晶閘管不致?lián)舸r(shí)對(duì)于限制晶閘管正向電壓上升率過(guò)大也是有效的與電容器串聯(lián)的電阻用以消除電磁振蕩和限制放電電流。阻容保護(hù)元件的選擇如附錄。5.3晶閘管的散熱能的保由于在大功率的條件下必須配置散熱器晶閘管過(guò)熱時(shí)必須要用到散熱器使得晶閘管不會(huì)因?yàn)檫^(guò)熱而損壞保護(hù)了三相異步電動(dòng)機(jī)正常輸出所以散熱的保護(hù)很重要。

5.2過(guò)電流保護(hù)圖7-1電保護(hù)圖如圖7-1所示可以得出通過(guò)電流互感器感應(yīng)到的電流（交流電）要經(jīng)過(guò)全控整流在經(jīng)過(guò)比較器果正電壓大于給定電壓使得4腳接地有鋸齒波輸出。

三異電機(jī)啟總做本課題以來(lái)經(jīng)過(guò)幾個(gè)月不斷交流研究本課題完成了三相異步電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)主電路設(shè)計(jì)。在完成過(guò)程中了解到電子軟起動(dòng)器的起動(dòng)方式及獨(dú)特功能是其他降壓起動(dòng)方式不能比擬的既能保證電動(dòng)機(jī)在負(fù)載要求的起動(dòng)特性下平滑起動(dòng)降低對(duì)電網(wǎng)的沖擊又能保證電動(dòng)機(jī)可靠起動(dòng)，降低起動(dòng)沖擊，還能實(shí)現(xiàn)直接計(jì)算機(jī)通訊控制為自動(dòng)化智能控制打下良好的基礎(chǔ)，有著廣闊的應(yīng)用前景所以在工程設(shè)計(jì)和工程改造中當(dāng)電動(dòng)機(jī)在直接起動(dòng)不能滿足要求時(shí)首先應(yīng)考慮電子軟起動(dòng)器。結(jié)本文是根據(jù)軟啟動(dòng)器代替了傳統(tǒng)鼠籠異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方式有星-三角起動(dòng)、自耦減壓起動(dòng)、延邊三角形起動(dòng)、電抗器減壓起動(dòng)等，而提出了新的啟動(dòng)方式、軟啟動(dòng)器的特點(diǎn)與變壓器的不同點(diǎn)軟啟動(dòng)器的功能和適合哪些用于哪些場(chǎng)合，然后提出軟啟動(dòng)器的主電路設(shè)計(jì)本課題滿足了之前主要技術(shù)指標(biāo)而知道了書(shū)上的理論知識(shí)重要學(xué)會(huì)了在書(shū)上找解決辦法以及用到實(shí)際當(dāng)中去。明白了多問(wèn)、多做、多實(shí)際、多操作。

致

謝在這里我最感謝是吳老師他為人熱情隨和，學(xué)問(wèn)非常厲害在出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)都能是能像知心朋友一樣鼓勵(lì)你學(xué)術(shù)上的問(wèn)題都總會(huì)以“專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)”嚴(yán)格要求你，從選題、定題開(kāi)始，一直到最后論文的反復(fù)修改，吳老師一直始終認(rèn)真負(fù)責(zé)地給予我深刻而細(xì)致地指導(dǎo)，幫助我開(kāi)拓研究思路，細(xì)心點(diǎn)撥、不斷鼓勵(lì)。正是吳老師的無(wú)私

的幫助和熱情的鼓勵(lì)。他使我懂得了很多東西。知道了多學(xué)習(xí)、多看書(shū)、多做事、多想想、多問(wèn)、多想辦法解決問(wèn)題，才使我能夠順利的完成畢業(yè)論文，吳老師謝謝您。

參文[1]謝祥，歐陽(yáng)森．電力電子單片機(jī)控制技[．北京：機(jī)械工業(yè)出版社2007．[2]來(lái)鵬．各類(lèi)軟啟動(dòng)器的比[J]．電氣技術(shù)2006(5)[3]趙獲，楊利軍．電機(jī)與電氣控制技[M]北京：高等教育出版社，2007．[4]劉櫻，姜婷，周漢義．異步電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)器設(shè)[J]．機(jī)電工程，2007(3)．[5]劉毅，龔勛．三相異步電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)器的設(shè)[J]儀器儀表用戶，2008(4)．[6]崔，IGBT軟啟節(jié)能控器的研[J]山東電力高等專(zhuān)科學(xué)校學(xué)報(bào)2004(2)．[7]王艷．交流調(diào)[M]．北：高等教育出版社，2003．[8]張鳳．電機(jī)起動(dòng)方式的選擇和應(yīng)[J]電氣時(shí)代2004(3)．[9]陳．電機(jī)軟起動(dòng)器起動(dòng)與制J]電工技術(shù)2005(9)[10]馮垛，劉希真．電力電子技[M]．機(jī)械工業(yè)出版社2008．[11]王文，石玉，李秉象．晶閘管變流技術(shù)應(yīng)用圖[M]．機(jī)械工業(yè)出版社1989(10)．[12]方大鵬寧及電力電子器件實(shí)用技術(shù)問(wèn)[M]盾出版社2009(10)．

附

錄附錄熔斷器選用數(shù)晶閘管的通態(tài)平均電流（A）熔體額定電流（A）

510815

2030

3050

5080

100150

200300

300500

500800

附錄阻容參的選晶閘管的通態(tài)平均電流（A）電容C（μ）電阻R（Ω）

50.1100

100.1100

200．1580

500.240

1000.2520

2000.510

50012

附錄鐵芯的擇比特性

非晶合金薄硅鋼片坡莫合金鐵氧體飽和磁率BS/GS磁導(dǎo)率Fmax/KHz

150001000001000

20000180010

800014~145300

3000~500010~18000100~200000最高工作溫度/＜℃200溫度影響中鐵損耗低加工難價(jià)格中

200小高易低

200小中易中

中低易低

125

附錄觸發(fā)脈和鋸波

附錄晶閘管選用參數(shù)系列

通態(tài)平均

斷態(tài)重復(fù)峰值電壓反向

斷態(tài)不重復(fù)峰值電

額定

門(mén)極觸發(fā)電流

門(mén)極觸發(fā)

斷態(tài)電壓臨界

通態(tài)電流臨界

浪涌電流電流

重復(fù)峰值電

流反向不

結(jié)

mA

電壓

上升率

上升率AA

壓V

重復(fù)平均電流

溫℃

V

A

mA序號(hào)

1

2

3

4

56

78

9KP1KP5KP10KP20KP30KP50

1510203050

100~3000100~3000100~3000100~3000100~3000100~3000

≤1≤1≤1≤1≤2≤2

1003~301005~701005~1001005~1001008~1501008~150

≤2.53≤3.53≤3.53≤3.53≤3.53≤3.53

—————30

2090190380560940KP100KP200KP300KP400KP500KP600KP800

100200300400500600800

100~3000100~3000100~3000100~3000100~3000100~3000100~3000

≤4≤4≤8≤8≤≤9≤9

11510~250≤411510~250≤411520~300≤511520~300≤511520~300≤511530~350≤511530~350≤5

100100100100100100100

5080808080100100

188037705650754094201116014920KP10001000100~3000

≤10

11540~400≤5

100

100

1860

畢業(yè)設(shè)計(jì)論文）原創(chuàng)聲明和使用授說(shuō)明原創(chuàng)性聲人在所知含我為獲

簽名：

使用授權(quán)明

不以

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學(xué)位論版使用授書(shū)

采用

指導(dǎo)教師閱書(shū)指導(dǎo)教評(píng)價(jià)：一、撰寫(xiě)（設(shè)計(jì)）過(guò)程1、學(xué)生在論文（設(shè)計(jì)）過(guò)程中的治學(xué)態(tài)度、工作精神□優(yōu)□良□中□及格□不及格2、學(xué)生掌握專(zhuān)業(yè)知識(shí)、技能的扎實(shí)程度□優(yōu)□良□中□及格□不及格3、學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和專(zhuān)業(yè)技能分析和解決問(wèn)題的能力□優(yōu)□良□中□及格□不及格4、研究方法的科學(xué)性；技術(shù)線路的可行性；設(shè)計(jì)方案的合理性□優(yōu)□良□中□及格□不及格5、完成畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）期間的出勤情況□優(yōu)□良□中□及格□不及格二、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量1、論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫(xiě)規(guī)范？□優(yōu)□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？□優(yōu)□良□中□及格□不及格三、論文（設(shè)計(jì)）水平1、論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問(wèn)題的指導(dǎo)意義□優(yōu)□良□中□及格□不及格2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？□優(yōu)□良□中□及格□不及格3、論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)）所體現(xiàn)的整體水平□優(yōu)□良□中□及格□不及格建議成：優(yōu)□良□中□及格□不格（在所選等級(jí)前的□內(nèi)畫(huà)“√”）指導(dǎo)教：（簽名）

單位：（蓋章）年

月

日

評(píng)教評(píng)書(shū)評(píng)閱教評(píng)價(jià)：一、論（設(shè)計(jì)）質(zhì)1、論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫(xiě)規(guī)范？□優(yōu)□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？□優(yōu)□良□中□及格□不及格二、論（設(shè)計(jì)）水1、論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問(wèn)題的指導(dǎo)意義□優(yōu)□良□中□及格□不及格2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？□優(yōu)□良□中□及格□不及格3、論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)）所體現(xiàn)的整體水平□優(yōu)□良□中□及格□不及格建議成：優(yōu)□良□中□及格□不格（在所選等級(jí)前的□內(nèi)畫(huà)“√”）評(píng)閱教：（簽名）年

月

單位：（蓋章）日

教室或辯組及學(xué)意教研室或答辯小組評(píng)價(jià)：一、答過(guò)程1、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的基本要點(diǎn)和見(jiàn)解的敘述情況□優(yōu)□良□中□及格□不及格2、對(duì)答辯問(wèn)題的反應(yīng)、理解、表達(dá)情況□優(yōu)□良□中□及格□不及格3、學(xué)生答辯過(guò)程中的精神狀態(tài)□優(yōu)□良□中□及格□不及格二、論（設(shè)計(jì)）質(zhì)1、論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫(xiě)規(guī)范？□優(yōu)□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？□優(yōu)□良□中□及格□不及格三、論（設(shè)計(jì)）水1、論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問(wèn)題的指導(dǎo)意義□優(yōu)□良□中□及格□不及格2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？□優(yōu)□良□中□及格□不及格3、論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)）所體現(xiàn)的整體水平□優(yōu)□良□中□及格□不及格評(píng)定成：優(yōu)□良□中□及格□不格（在所選等級(jí)前的□內(nèi)畫(huà)“√”）教研室任（或答辯組組長(zhǎng)：（簽名）年

月日教學(xué)系見(jiàn)：系主任（簽名）年

月

日

學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人