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1、軟起動技術在水泵控制中的應用1電動機起動的現(xiàn)狀 三相鼠籠型異步電動機因其具有結構簡單、運行可靠、維修方便、慣性小、價格便宜等諸多優(yōu)點，在農田排灌中作為電能轉化為機械能的主要動力設備而被廣泛采用。但由于其起動電流大，對電網(wǎng)的影響和對工作機械（如水泵、拍門等）的沖擊力都很大，因而在起動過程中必須采取一些技術措施對起動電流和沖擊力（起動電磁轉矩）加以合理而有效的控制，實現(xiàn)比較穩(wěn)定的起動，從而改善系統(tǒng)設備工況，有效延長系統(tǒng)壽命，減少故障率的發(fā)生?！ ‘惒诫妱訖C的起動問題，一直為業(yè)內人士所關注。異步電動機的起動方式從原理上講只有兩種：直接起
2、動和降壓起動。直接起動，就是將處于靜止狀態(tài)的電動機直接加上額定電壓，使電動機在額定電壓作用下直接完成起動過程。直接起動轉矩大，起動時間短，起動控制方式簡單，設備投資少，因此在中小型電動機的起動上得到廣泛的采用。但直接起動方式也受到許多限制，主要表現(xiàn)在下列三個方面： （1）起動電流可大到電動機額定電流的4～7倍，部分國產電動機的起動電流實際測量甚至高達8～12倍。如果直接起動較大的電動機，過大的起動電流將造成電網(wǎng)電壓顯著下降，影響同一電網(wǎng)其它電氣設備和電子設備的正常運行，嚴重時將使部分設備因電壓過低而退出運行，甚至使電力線路繼電保護
3、裝置過流保護動作而跳閘，使線路供電中斷。 ?。?）直接起動會使被拖動的工作機械受到機械性沖擊，對于水泵性負載來說，過高的起動轉矩對葉片、軸承、拍門等造成軟性損傷（機械變形、疲勞性老化）及硬性損傷（裂紋、斷裂等）是較為常見的，甚至會因水流對管道的沖擊力（及反作用力）過大而產生嚴重的水錘效應損壞設備?！ 。?）直接起動要求供電變壓器容量較大，而對農田排灌泵站供電的變壓器容量往往達不到直接起動對電網(wǎng)容量的要求?！ ≡诓辉试S直接起動的情況下，就要采用降壓起動的起動方式，即降低電動機端電壓進行起動。降壓起動一般有星／三角起動，定子電路中串接電
4、阻、電抗器起動，自耦變壓器降壓起動及本文推薦的軟起動等方法。 星形／三角形起動器是降壓起動器中結構最簡單、成本最低的一種，然而它的性能受到限制，主要表現(xiàn)在： ?。?）無法控制電流和轉矩下降程度，這些值是固定的，為額定值的1／3. ?。?）當起動器從星形接法切換到三角形接法時，通常會出現(xiàn)較大的電流和轉矩變動。這將引起機械和電氣應力，導致經常性故障的發(fā)生。3 自耦變壓器式起動器比星形／三角形起動器提供了更多的控制手段，可以通過變壓器抽頭改變I段起動電壓（典型為65％和80％兩擋起動分接頭）。然而它的電壓是分級升高的，所以其性能受如下
5、限制： ?。?）電壓的階躍性變化（分級轉換時產生）引起較大的電流和轉矩變動，同星形／三角形起動器性能限制“2”一樣會導致機械、電氣經常性故障的發(fā)生?！ 。?）有限的輸出電壓種類（起動電壓分接頭數(shù)量有限），限制了理想起動電流的選擇。因為自耦變壓器式起動器控制是使用較額定電壓低的電壓級別進行降壓起動，它控制的電機參數(shù)為電壓而非電流，所以當電網(wǎng)電壓波動及負載變化（如排灌站水位落差變化）時，起動電流曲線將顯著偏離設計理想曲線，從而惡化起動性能，設備在較差的工況下將大大縮短使用壽命，增加維護成本?！ ‰娮枋狡饎悠饕材芴峁┍刃切危切纹饎悠鞲?/p>
6、好的起動控制。然而它同樣有一些性能、使用上的限制，包括： （1）起動特性很難優(yōu)化。原因是制造起動器時電阻值是確定的，在使用中很難改變，雖然可以通過轉換分接頭來進行分級起動，但當級數(shù)較多時，勢必增加控制系統(tǒng)的復雜性，而制造成本、故障率也將隨之大幅度提高，所以一般電阻式起動器均在2～5級間。這樣，加在電動機定子繞組上的電壓、電流等主要電量參數(shù)在分級起動時仍有很大的波動?！ 。?）頻繁起動場合下的起動特性不好。原因是在起動過程中電阻值會隨著電阻的溫度變化，在停止到再起動過程中需經長時間冷卻過程?！ 。?）負載較大或起動時間較長的場合下的
7、運行特性變壞，原因是電阻值隨著電阻器溫度的變化而變化。 ?。?）在負載大小經常變化的應用場合（如排灌站水位落差變化較大），電阻式起動器不能提供理想的起動效果?！ 【C上所述，傳統(tǒng)的降壓起動設備均有諸多性能限制和使用限制，越來越難以適應不斷發(fā)展的電動機復雜使用場合的起動需要?！ ?軟起動技術的工作原理 軟起動技術是在晶閘管斬波技術的基礎上發(fā)展起來的，利用晶閘管斬波技術進行工頻電壓調節(jié)在50Hz正弦波每個半周內固定時間（過零延時t1）給晶閘管VT1門極以一個觸發(fā)脈沖，則根據(jù)晶閘管特性，在觸發(fā)脈沖結束后，晶閘管將在半周內剩余時間維持導通，
8、直至電壓再次過零，這樣只要調節(jié)VT1觸發(fā)脈沖出現(xiàn)的時間，則輸出電壓u0將會在0～100％輸入電壓（ui）內得到調節(jié)。如果將晶閘管斬波調壓技術應用于三相電源，再加入現(xiàn)代電子技術如單片機控制技術等即可制成軟起動器，從而在大型三相鼠籠式交流
