异步电机软运行机理探究

一、异步电机软起动
对于电动机的软起动，大致可分为有级和无级两种。有级型的软起动有定子串电抗器降压、液态电阻降压、星-三角（y-△）降压、自耦变压器降压和延边三角形降压等。无级型软起动有开关变压器降压、磁饱和电抗器降压、晶闸管串联降压软起动等。由于有级型降压软起动的调节存在一定程度的二次电流冲击，因此对电机的软起动效果有限。而在无级型软起动器中，随着电力电子技术的提高和功率器件的发展以及铜、铁等原材料价格的大幅上涨，晶闸管串联式的高压软起动装置越来越被市场所认可。
把三相异步电动机的定子绕组接通到三相电源上，转子从静止升速到稳定状态，这一过程叫起动。在合闸的瞬间，电动机的转差率为1，起动电流等于堵转电流，起动转矩等于堵转转矩。随着转速升高，起动电流从堵转电流逐渐下降，最后稳定在某个数值。较高的堵转转矩表明电动机能在较大负载下起动，并获得较大的加速度，但过大的堵转电流会在供电线路上产生很大的压降，使电网电压波动，直接影响到接在该电网上电气设备的运行。异步电动机的t形等效电路图。
三、高压软起动、晶闸管串联单元设计
（1）单相6kv高压晶闸管功率阀组所示。scr1～scr6为大功率高压晶闸管，它们每三个串联后再反并联组成单相功率串联阀组，以实现软起动器对交流电机的控制。这6只晶闸管选用同一厂家、同一型号、同一生产批次的产品，以减小其在生产过程中由于生产工艺的不同而产生的自身特性诸如伏安特性、反向恢复电荷、开关时间和临界电压上升率等的差异，影响均压。r1、r2、r3为静态均压电阻，用以实现晶闸管的静态均压。静态均压电阻选用无感电阻，阻值为晶闸管阻断状态等效阻值的1/40，且功率留有足够大的余量。r4、r5、r6和c1、c2、c3共同组成动态均压网络，用以实现动态均压。通过选择，各电阻和电容的参数误差应非常小，电容的取值根据晶闸管的最大反向恢复电荷和最小反向恢复电荷的差值计算求得。均压过程主要是由电容c完成的。串联的各只晶闸管开关速度不会完全一致，而会稍有差别。电容c上的电压在静态情况下数值相同，在开关过程中，由于电容上的电压不能突变，加在各只晶闸管上的压降不会发生跳变。由于开关过程中各只晶闸管中电流不一致所造成的影响由电容c的充放电补偿。
四、软件设计系统实验
系统设计完成后，用6kv/1000kw电机进行了带载起动实验。电机额定电压6kv，额定电流112a，额定转速1480r/min.起动电流单相波，起动电流平稳无冲击，峰值起动电流为额定电流的2.6倍左右，起动时间22s，电网电压无明显波动，达到了良好的起动效果。
本系统以晶闸管串联阀组为主功率执行器件，通过交流调压来实现电动机的软起动。系统有控制灵活，操作简单，起动平稳，运行可靠等特点，可有效缓解电机起动过程中对电网及负载的冲击，保护电机安全起动和运行。

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