电动机软起动器的应用论文范文第1篇
1.1 直接电网起动
当自身容量不大或电动机拖动负载较轻时, 电动机可以采用直接起动。这种方式可使电机的起动转矩达到额定转矩的1.5~2.8倍, 起动电流达到额定值的4~8倍, 这么大的起动电流将造成电网电压的显著下降, 影响同一电网其他电气设备和电子设备的正常运行, 不仅使供电系统受到电流峰值的冲击, 还使受加工物件受到大的机械应力影响。
一般规定, 额定功率低于7.5kW的异步电动机允许直接起动。
1.2 星/三角起动
对于正常运行时采用形联结的异步电动机, 若起动时改接成Y形联结, 则定子每相电压可降为电源电压的的, 从而实现降压起动, 这种方法被称为起动。
采用起动方式要求必须选取好星→三角的切换点, 此工作比较困难, 而且还不可能完全避免电流和转矩冲击的发生。
1.3 定子接电阻起动和自耦变压器起动
定子接电阻起动和自耦变压器起动相当于降低定子绕组的外加电压。由三相异步电动机的等效电路可知:起动电流正比于定子绕组的电压, 因而定子接电阻起动和自耦变压器起动可以达到减小起动电流的目的。但考虑到起动转矩与定子绕组电压的平方成正比, 起动转矩会降低的更多。因此, 这种起动方法仅仅适用于轻载起动场合。
这两种方式都属于降低加在定子端电压来减小起动转矩和起动电流值的方法, 但在切换时也不可完全避免电流和转矩的冲击。
2 软起动的优势
2.1 软起动器简介
软起动器 (软启动器) 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。软启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。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。
如图1所示, 为软起动器工作原理图。
目前, 软起动器的起动方式主要有以下几种。
(1) 斜坡电压起动, 晶闸管软起动器的基本控制对象是电动机的起动电压。
(2) 限流起动, 限流起动顾名思义就是在电动机的起动过程中限制其起动电流不超过某一设定值。
(3) 转矩控制起动, 主要用在重载起动它是按电动机的起动转矩由小到大线性上升控制输出电压, 它的优点是起动平滑、柔性好, 对拖动系统有利, 同时减少对电网的冲击, 是最优的重载起动方式。
(4) 电压控制起动, 是用在轻载起动的场合, 在保证起动压降的前提下使电动机获得最大的起动转矩, 尽可能地缩短起动时间。
2.2 软起动器的优势
(1) 无冲击电流。软启动器在起动电机时, 通过逐渐增大晶闸管导通角, 使电机起动电流从零线性上升至设定值。对电机无冲击, 提高了供电可靠性, 平稳起动, 减少对负载机械的冲击转矩, 延长机器使用寿命。
(2) 有软停车功能, 即平滑减速, 逐渐停机, 它可以克服瞬间断电停机的弊病, 减轻对重载机械的冲击, 避免高程供水系统的水锤效应, 减少设备损坏。
(3) 起动参数可调, 根据负载情况及电网继电保护特性选择, 可自由地无级调整至最佳的起动电流。
如图2所示:软起动跟其它起动方式的比较。
3 3RW22软起动器的控制原理
3.1 西门子3RW22系列软起动器简介
西门子3RW22系列软起动器是一种利用微处理器技术的电动机电压三相可控硅相位控制装置。它通过调整电动机起动时加在其定子上的端电压相位角来实现降低并调节起动电压, 减小起动电流峰值, 以此可以减轻作用在被加工或被传动的物体上的机械应力, 减小工作机械和传动装置的零部件磨损, 从而达到减小维修次数, 提高工作安全和缩短故障停车时间的效果。
3RW22软起动器适用的电压范围200V~690V。
3RW22软起动器适用的频率范围45H z~66H z。
特点是:适合全球通用。其外, 装置还带有和外围PC机的通讯接口 (RS232) , 方便了人们通过PC机与装置之间的进一步交流。
3.2 3RW22软起动器的控制原理
由于电机的转矩值与加在定子端电压的平方成正比, 电机的电流值与加在定子端电压的平方成正比, 因此, 可以通过控制定子端电压的值对加速转矩和起动电流进行限制。其中, 对端电压的控制是利用在电机定子三相电流的L1、L2和L3进线上接入的反并联连接的每相两个可控硅的相位控制来实现的。当电机启动完成后, 可控硅工作在全导通状态。如果要断开电机, 可中断所有可控硅的触发脉冲信号, 电机电流在下一个电流过零点时中断, 避免了开断火花或电压尖峰的产生。
在控制过程中只是改变定子端电压的值, 而定子端电压的频率值始终保持和电源的频率相同, 并保持不变。这一点和变频调速的工作方式有所不同。
3.3 3RW22软起动器的功能
(1) 带斜坡电压的软起动:这是该软起动器可实现的最简单的一种控制方式, 在装置内部有个线性电压斜率发生器, 通过调节面板上的斜率时间, 可以使端电压在内由起始电压逐渐增加到额定电压值 (其中起始电压可通过面板设定为额定电压值的20%~100%) , 使电机达到平稳起动的效果。
(2) 起动检测功能:装置检测到电机速度在预先整定的起动斜率时间结束之前, 就已经达到了额定转速时, 这时电机的端电压一下子就增加到电网电压值。需要注意的是, 3RW22只能实时检测电机的电流值, 然后将此电流值与其电压的实时输出值套入其内部已经建立好的数学模型中, 通过计算来确定转速是否达到了额定值, 从而决定电压值的下一步输出。
(3) 紧急起动:该功能用于一个可控硅元件烧穿或某相中的一对可控硅元件都烧穿的情况下, 还必须要求电动机能够起动的情况下。需要注意的是, 在紧急起动这种情况下, 只有线性电压斜率发生器控制功能预置才起作用。其它起动方式功能如:轻负载下的节能运行、软停车、泵特性停车以及直流制动停车等功能都不能进行。
(4) 软停车:使电动机的端电压值按一定的斜率下降, 斜率时间间隔可在1s~20s范围内整定, 使端电压有起动初始电压值的90%逐渐降至初始电压值的85%, 需要注意的是, 如果在软停车过程中又接收到新的起动指令, 这时停车过程就立刻中断, 电机重新起动。
(5) 泵特性停车:当电机有重负载的情况下, 一断电电机就会立刻停下来, 这时会引起严重的压力冲击波, 为避免这种情况的发生, 采用泵特性停车功能:即断电后仍给电机输出一个略低于额定电压的电压值, 使电机在预先设置好的间隔时间 (5s~90s) 内转速慢慢降下来。
(6) 直流能耗制动停车:为防止某些设备自由停车时间太长采用此停车方式。在发出停车命令后, 装置内接于和两相间的制动继电器 (建议配合使用一个附加接触器) 上的常开触点闭合, 相断开装置通过和两相对电机定子绕组内通一直流电流, 该直流电流在回路中产生一个静止磁场。
摘要：电动机直接合闸起动时, 起动瞬时的冲击电流可达电机额定电流的4～8倍, 这将对电网造成很大的冲击, 直接影响电网中其它用电设备的正常工作, 因此控制异步电动机起动过程中过大的电流, 具有较重要的经济价值。本文首先探讨了电机起动的传统方式, 在此基考意见。
关键词：西门子3RW22,软起动器,电机
参考文献
[1] 李文秀.交流异步电动机软起动器的应用[J].青海电力, 2004, 12.
[2] 姜浦, 李金鹏.PLC结合单台软起动器控制多台电动机的起动[J].有色矿冶, 2005, 3.
[3] 刘林虎.软起动器的节能运行分析及其应用[J].有色冶金节能, 2006, 6.
[4] 黄建龙.软起动器及其应用[J].企业技术开发, 2006, 5.
电动机软起动器的应用论文范文第2篇
[摘 要]目前的通信技术要满足人们日常生活的需求，相关企业就要对通信设备以及通信技术提出更高的要求，即通信工程在社会的发展中必须不断更新换代。而软交换的技术的出现，发展了现有的通信技术，并趋于下一代通信网络的关键。本文分析软交换的技术基本概念，以及原理特点、基本协议，并介绍其在通信中的应用，以促进软交换技术的发展。
[关键词]软交换技术；通信工程；应用
doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2017.12.081
软交换技术是NGN网络的核心技术，为下一代网络（NGN）具有实时性要求的业务提供呼叫控制和连接控制功能。以软交换网络核心技术以及网络构架或特点为基础，通信工程以及网络信息的通信技术不断进步，在社会需求不断加大的同时，通信工程开始逐渐占据越来越重要的地位，为适应各种需求，通信工程需要改进并提升自己的技术和水准，软交换技术作为通信工程的核心技术之一，就成为了今后通信工程更新发展的重点。
1 软交换技术最核心的内容
软交换技术以传输层系统为核心思想，诸如在媒体网关中分离出呼叫功能，实现传输和呼叫的控制分离功能，通过有关软交换的软件，同时还可建造一个与分离平面有关的可编程区域。软交换技术业务的开展主要是通过应用层链接和开放业务接口进行的，不过软交换技术还应用在连接控制、选路、翻译以及呼叫控制、网关管理。众所周知，软交换技术是网络技术的核心部分，与传统网络技术相比，软交换技术具有更明显的优势，在电话网络中控制、中继以及系统的接入与交换矩阵统一结合在同一个硬件中，采用总线的形式将所有的功能模块连接起来。软交换技术可以将所有的模块从一个中分离出来，并成为独立的部件或者网络单元，其中各部分又可以形成网络结构，而且是开放性的，这在很大程度上有利于业务的分离、呼叫控制及其传输，从而便于业务网络线的独立，同时其信息通讯资源也非常丰富
2 软交换技术在通信工程中的应用
下一代交换技术的发展方向可以说是软交换，实质上它在今天已经被电信的运营商广泛应用，在今后的各个电信运营商将交换网以软交换作为重点项目进行相关建设。在电力行业中，我国国网有关公司在“十一五”的规划里已经明确了软交换将作为未来重点关注的新型技术，且现今大多网络公司已将软交换技术列入发展规划的行列。比如，山西省的电力有关行业，优先进行软交换的建设，并建设覆盖了全省11个地区市的软交换技术网络。另外，浙江的电力以及广东的电力也进行软交换试点的初始应用。
2.1 初期的网络建设
在初期的网络建设中，有关软交换技术的业务是非常少的，而且相应的网络规模也特别小，相关软交换技术需要在扩展相关网络容量的同时设置独立点，逐步进行扩大。我国要设置相关的软交换设备在我国的西北电网网络会接中心中，同时将网关AMG及智能终端配合综合网络接入，尽量覆盖该地的相关用户，尽可能多地提供优质的多媒体以及语音业务，可以设置通用的媒体网关，实现网络之间的互通与链接。
2.2 中期的网络建设
随着业务需求的增加，业务进度的发展，相关网络建设中期规模逐渐扩大，软交换的有关节点数量也逐渐上升，用户数据网不断增加，电路的交换网在原有的基础上不断退步，软交换技术控制交换网以及电路的交换网所占的用户面更加接近。与此同时，媒体的通用网关UMG可以设置在陕、新、甘、宁、青的有关电力公司，并作为主体核心进行使用，实现各个省市运营商的电力电话交换，从而提供更加丰富的业务形式，同时完善相关网络的运营管理。
2.3 后期的网络建设
各区域间业务可以通过IP承载的网络进行互连互通，把通用媒体网关当做最主要的用户媒体网关，其中的主体是用户，从而降低网关功能，连接各省运营商以及电力于电话交换网络中。而且在网络的建设后期，陕、青、甘、宁以及新的各个省市要设置相关软交换的设备，并与西北公司的软交换相关设备，通过有关协议进行互连和互通。
3 固话应用
将软交换技术应用于固话中，需要进行汇接局或端局先行等相应的改造。首先，对于软交换技术的端局先行改造而言，网络常态应该符合常规的要求，因为其具有较慢的演讲速度，所以没有多大的改造难度。但是对于软交换技术的汇接局先行改造而言，则具有很大的难度，还具有较高的风险系数，甚至还会对通信系统的整体运行造成影响。最明显的体现是先进的软交换技术不能在该过程中提供网络服务给相关本地网络，但基于相关的软交换技术开放接口，能让业务信息进行自由交换。
4 在移动电话方面的应用
将软交换技术应用于移动电话方面，不同的口令都可以通过MSC服务器进行实施，从而易于更好地控制和处理所有业务。H.248协议应用得到了扩展，还可以通过MSC服务器对MCW进行控制，同时这也使新媒体信息更好地实现映射聚集和信息流交换。本地的网络服务是以MSC为单独服务器的，因此，本地网络如果不同，就可以通过MSC服务器对多个MGW进行控制，从而可以有效地使3 G和4 G接入用户，还可以使网络用户更好的联合起来，从而注重对HLR网、SCP网、SMS网等GSM网的使用。不仅如此，对于移动网络而言，不同的城市对中继网关进行设置，同时将其与TMSC2、GMSC、MSC等交换机电话进行连接，可有效地实现移动的长途网链接，实现移动的传统网络状态。
5 展望未来的前景
通信业务最初的运行速率是非常低的，随后调度电话逐渐向着智能数字化、高速度以及大容量的趋势发展，随之而来的是，交换机和移动设备的网络结构也更加复杂化。基于这样的大环境，电力相关的通信传输服务的要求也越来越高，这导致电力管理的通信网络面临更加复杂的趋势。通信的系数也更加稳定、安全和高效，同时还需要根据不同用户的市场化和个性化需求，使電力通信网的优势得以充分发挥。随着科学技术的高速发展，在电力通信网络中可引入更多的新型的通信系统和设备，这使网络通信面临全新的变化和发展。将先进的计算机网络技术应用于通信网络中，在很大程度上使计算机网络和通信网络的连接更加紧密。由此可见，在电力通信网络系统中引入软交换技术，不仅可以为管理带来便利，还实现了通信系统各种资源的有效整合，从而促进了软交换技术的个性化发展。
5.1 电话网络和计算机网络连接的实现
软交换技术能够在很大程度上提供更多的应用接口，它们是开放式的。而且软交换技术还支持不同种类的信令协议，从而能够使电话网络和计算机网络实现互通。将计算机网络引入电话网络中能够更好地对其进行管理，而且计算机网络系统也可以获得更加优质的服务。
5.2 实现网络的信息交换
随着软交换技术的广泛应用，通过交换各种传输介质的相关信息，可以有效避免浪费设备资源，而且这在很大程度上使网络的实用性得以提高，有利于进行管理。定期维护相关设备的主要目的是使电力通信网络的信息交换得以有效实现。现阶段，我国存在很多诸如载波网、光纤网以及微波网等网络形式，且各种网络形式都具有属于自身的配套设施。
5.3 提供更多的附加值和补充业务
电力通信系统网络传输中，除了提供语音以及数据服务，还需要在视频或者有关多媒体业务的方向发展。软交换的技术很好地提供了语音服务，且运用网络设备等电力通信系统，可提供丰富的补充业务以及附加值，这是基于软交换的技术开放式接口。而且软交换的技术在电力通信系统中可让呼叫的中心成本以及周期性得到有效掌控，同时使成本降低且周期更短，并为所有的用户提供更好的服务。
6 结 语
现今的时代是网络信息化的高速时代，电路以及信息的传统交换模式早已经被新型的现代化技术所替代，而软交换技术作为现代网络技术的核心要素，在开放型网络以及可编程区域内不断发挥重要作用，现代化的电力系统或者网络系统都已运用了软交换技术，各类型的通信网络系统都应对现今的技术进行改进，积极选择合适的方法，完善相关技术，真正地将软交换应用到集体现实中，时时刻刻对问题进行研究和探索，尽力扩展软交换技术的功用，更好地为社会、为公众服务。
主要参考文献
[1]张婷.通信工程中软交换技术的应用[J].黑龙江科技信息，2012（20）.
[2]吴玮.软交换技术的下一代通信网络的应用研究[J].科技创新与应用，2013（31）.
电动机软起动器的应用论文范文第3篇
1 并网超时故障
(1) 故障现象。
并网超时是调试阶段、和投产初期较常出现的一个故障。主要现象是, 转速接近1000r/min后, 不能并网导致起动超时失败;在整步阶段的励磁电流为8 5 A~1 3 0 A之间, 明显大于加速阶段的70A~75A之间。
(2) 故障分析。
根据同步电动机的转速公式可知:
n电机的转速;u2整流器的输入电压;α整流器的移相控制角;Id直流回路的电流;r0逆变器的换相超前角即每相电流的起始点相对于该相自然换相点的角度;u逆变器的换流重叠角;φ气隙磁通。
转速n与气隙磁通φ成反比, 如果气隙磁通φ过大, 将会抑制转速的上升, 使转速达不到额定值, 使并网超时起动失败。经分析、测试整步并网阶段励磁电流偏大有两个主要原因。
如前所述, 当进入整步并网阶段时, 励磁的控制方式由恒磁通转为以电网电压为目标调节电机端电压。其指标是使电动机端电压U端与电网电压U网的误差在2%以内。当转速n大于95%时由加速阶段切换到整步阶段, 由于电压上升速度远快于转速上升速度, 这样就导致n约为95%时, U端= (100%-2%) U网, 也就是气隙磁通φ偏大, 即励磁电流偏大, 而且只要U端在 (100%±2%) U网范围内励磁电流不再进行调整, 最后使n=100%时, 电机的端电压在上限值附近。
对同步继电器进行测试发现其电压幅值匹配明显不合理, 其幅值匹配是1.05U网=U端。加前一因素的影响, 使并网电压幅值控制目标实际是1.07U网=U端, 导致励磁电流过大, 其他情况稍有变化, 转速n就达不到额定值, 使并网失败。
(3) 对策措施。
根据这一情况把同步继电器的电压幅值匹配调整为0.975U网=U端, 整步阶段励磁电流明显下降, 为70A~85A之间, 消除了并网失败现象。
2 编码器故障
(1) 故障现象。
2001年7月1日, 因其它故障导致三烧结1#、2#主排同时停机, 主排具备起动条件后, 起动1#主排, 在起动过程中逆变控制单元MC2315出现“ERR2”故障 (零电流超时) , 使起动失败。然后起动2#主排, 同样故障起动失败。
(2) 故障分析。
零电流超时通常是因为转子位置检测错误或MC2315板故障引起的。这里采用光电编码器测量转子位置及转速, 此类装置耐高温能力差, 由于连续高温天气, 环境温度过高, 持续在65°以上。根据点检检查记录, 编码器信号7、8通道已经不是标准方波, 性能显著劣化。基本可以断定故障是因为编码器信号紊乱引起。由于更换编码器时间较长, 可以考虑先冷却编码器, 观察使用效果, 再决定是否更换编码器。
触发角取消在同步马达正常运转时, 编码器的测速功能, 关闭编码器电源。同时改善厂房内通风条件, 降低环境温度。延长编码器寿命。
3 晶闸管短路故障
(1) 故障现象。
某次工事结束, 起动1#主排, 发现电动机不动, 按紧停按钮终止起动。进行一些检查后, 起动2#主排, 故障现象不变。具体现象是:电动机励磁投入后, 电动机声音反应正常 (有电流通过) 。主回路投入后, 电动机声音反应正常, 但不转动。起动装置的直流电流显示与设定的440A略有偏差。
(2) 故障分析。
起动1#主排电动机不动。造成这种情况的可能原因有:没有励磁电流或励磁电流不足, 没有主回路电流或主回路电流不足, 编码器位置检测不正确, 还有电动机本身问题造成起动力矩不足。
由于在历次及最近的定修中, 电动机的机械、电气参数完全正常, 而且又是两台电动机同样故障, 在这里可以暂不考虑电动机本身。励磁盘电流显示正常, 电动机的二极管故障没有报警, 励磁电流投入时电动机声音正常, 可以认为励磁回路正常。
首先更换编码器, 但更换编码器后起动1#主排故障现象不变, 说明与编码器无关。电动机电流的声音反应正常, 说明电流确实流过定子线圈。我们发现三相交流进线电流不平衡。对整流器进行检查, 发现软起动装置整流桥中1#晶闸管短路。更换晶闸管, 启动装置运行正常。
对降压变压器、晶闸管进行检查, 发现软起动装置整流桥1#晶闸管短路, 该装置中, 整流器采用速度、电流双环控制, 没有直接检测直流回路的电流, 而是通过检测交流回路的电流来计算直流电流。整流桥晶闸管的工作顺序依次是12、23、34、45、56、61, 如果1#晶闸管击穿, 在12导通期间, 直流回路有电流流过, 从而在电机的定子线圈中有电流流过。由于启动电流限幅在20%, 而电机的速度为零, 即反电势为零, 所以整流器晶闸管触发角比较大。触发3#晶闸管时, 由于ab相经由1#、3#晶闸管短路, 直流回路没有电流通过。降压变压器短路阻抗很大 (8.6%) , 限制了短路电流;同时, 由于交流电流增大, 系统计算出直流电流反馈增大, 控制系统通过调节, 及时地调节晶闸管的触发角, 在下一个晶闸管触发时, 触发角很大, 限制了交流电流的持续增大, 所以相应的晶闸管、快熔没有发生连锁反应损坏。由于实际流进电机的电流不大, 使得电动机不能起动。
(3) 故障教训。
由于直流电流表的波动没有及时观察到, 客观上加大了故障处理难度。以及由于潜意识认为, 晶闸管短路会发生相关晶闸管及对应快熔的连锁反应, 使故障扩大化, 所以主观上也没有重视晶闸管击穿的可能, 也在一定程度上增加了故障处理时间。但实际上由于采用了高漏感的专用变压器, 发生短路事故时, 限制了短路电流, 同时电流给定只有额定的20%, 限制了α角, 也减轻了短路电流的损害。
(4) 对策措施。
每次主排起动前, 必须测量晶闸管阻值;启动过程中对三相电流进行监控。
4 结语
变频起动大型同步电动机, 起动平稳, 对电网也完全没有冲击, 可靠性高, 国内外已应用得相当广泛。此类设备的维护、故障处理也成为一个重要的研究课题, 如果方法、措施得当可以有效降低设备维护成本, 减少故障时间。
摘要：大型同步电动机的起动是个相当复杂的问题。如果用减压起动, 不但需要很大的变压器、电机结构又相对复杂, 且起动对电网有较大的冲击。而利用负载换相同步电动机的原理, 对大型同步电动机进行变频起动, 是比较理想的方法。