1 软启动器工作原理与主电路图 软启动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，主电路图见图1。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。软启动与软停车的电压曲线见图2，3。 2 软启动器的选用 （1）选型：目前市场上常见的软启动器有旁路型、无旁路型、节能型等。
根据负载性质选择不同型号的软启动器。 旁路型：在电动机达到额定转数时，用旁路接触器取代已完成任务的软启动器，降低晶闸管的热损耗，提高其工作效率。也可以用一台软启动器去启动多台电动机。 无旁路型：晶闸管处于全导通状态，电动机工作于全压方式，忽略电压谐波分量，经常用于短时重复工作的电动机。 节能型：当电动机负荷较轻时，软启动器自动降低施加于电动机定子上的电压，减少电动机电流励磁分量，提高电动机功率因数。 （2）选规格：根据电动机的标称功率，电流负载性质选择启动器，一般软启动器容量稍大于电动机工作电流，还应考虑保护功能是否完备，例如：缺相保护、短路保护、过载保护、逆序保护、过压保护、欠压保护等。 3 Alt48软启动器的特点 Alt48软启动器启动时采用专利技术的转矩控制。转矩斜坡上升更快速，损耗更低。具有电动机和软启动器综合保护功能，能全时连续检测电机电流，提供电机可靠和完整保护，这种保护功能在启动结束旁路后仍能起作用，这是其它软启动器都不具备的。 Alt48在保持加速力矩的同时，实时计算定子和转子的功率。在整个加速周期连续计算电机功率因数和定子损耗，通过检测电压和电流来计算功率因数，并扣除定子损耗，得到实际的转子功率和电机力矩。 4 Alt48软启动器的应用
软启动工作原理 软启动器电动机的应用 1、软启动器工作原理与主电路图 软启动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，主电路图见图1。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。软启动与软停车的电压曲线见图2，3。 2 软启动器的选用 （1）选型：目前市场上常见的软启动器有旁路型、无旁路型、节能型等。根据负载性质选择不同型号的软启动器。 旁路型：在电动机达到额定转数时，用旁路接触器取代已完成任务的软启动器，降低晶闸管的热损耗，提高其工作效率。也可以用一台软启动器去启动多台电动机。 无旁路型：晶闸管处于全导通状态，电动机工作于全压方式，忽略电压谐波分量，经常用于短时重复工作的电动机。 节能型：当电动机负荷较轻时，软启动器自动降低施加于电动机定子上的电压，减少电动机电流励磁分量，提高电动机功率因数。 （2）选规格：根据电动机的标称功率，电流负载性质选择启动器，一般软启动器容量稍大于电动机工作电流，还应考虑保护功能是否完备，例如：缺相保护、短路保护、过载保护、逆序保护、过压保护、欠压保护等。 3、Alt48软启动器的特点 Alt48软启动器启动时采用专利技术的转矩控制。转矩斜坡上升更快速，损耗更低。具有电动机和软启动器综合保护功能，能全时连续检测电机电流，提供电机可靠和完整保护，这种保护功能在启动结束后旁路仍能起作用，这是其它软启动器都不具备的。 Alt48在保持加速力矩的同时，实时计算定子和转子的功率。在整个加速周期连续计算电机功率因数和定子损耗，通过检测电压和电流来计算功率因数，并扣除定子损耗，得到实际的转子功率和电机力矩。 4 Alt48软启动器的应用 设计采用一拖二方案，见图4，即一台软启动器带两台水泵，可以依次启动，停止两台水泵。一拖二方案主要特点是节约一台软启动器，减少了投资，充分体现了方案的经济性，实用性。
软启动器工作原理与主电路图 2010年02月22日星期一 11:00 1 软启动器工作原理与主电路图 软启动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，主电路图见图1。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。软启动与软停车的电压曲线见图2，3。 2 软启动器的选用 （1）选型：目前市场上常见的软启动器有旁路型、无旁路型、节能型等。
根据负载性质选择不同型号的软启动器。 旁路型：在电动机达到额定转数时，用旁路接触器取代已完成任务的软启动器，降低晶闸管的热损耗，提高其工作效率。也可以用一台软启动器去启动多台电动机。 无旁路型：晶闸管处于全导通状态，电动机工作于全压方式，忽略电压谐波分量，经常用于短时重复工作的电动机。 节能型：当电动机负荷较轻时，软启动器自动降低施加于电动机定子上的电压，减少电动机电流励磁分量，提高电动机功率因数。 （2）选规格：根据电动机的标称功率，电流负载性质选择启动器，一般软启动器容量稍大于电动机工作电流，还应考虑保护功能是否完备，例如：缺相保护、短路保护、过载保护、逆序保护、过压保护、欠压保护等。 3 Alt48软启动器的特点 Alt48软启动器启动时采用专利技术的转矩控制。转矩斜坡上升更快速，损耗更低。具有电动机和软启动器综合保护功能，能全时连续检测电机电流，提供电机可靠和完整保护，这种保护功能在启动结束旁路后仍能起作用，这是其它软启动器都不具备的。 Alt48在保持加速力矩的同时，实时计算定子和转子的功率。在整个加速周期连续计算电机功率因数和定子损耗，通过检测电压和电流来计算功率因数，并扣除定子损耗，得到实际的转子功率和电机力矩。 4 Alt48软启动器的应用
电源软启动的实用设计技巧 软启动电路的作用就是用于电源启动时，减小浪涌电流，使输出电压缓慢上升，减小对输入电源的影响。请看软启动是如何帮助烧录器，提高烧录的稳定性和可靠性的。 软启动，相信硬件工程师都不会对这个名词感到陌生。随意打开一篇开关电源芯片的datasheet，都能看到对soft-start（软启动）的描述。随着芯片集成度的提高，软启动电路也集成到了电源芯片内部，这样在减轻工程师工作的同时，也导致部分工程师对软启动了解不够、重视不足。那么软启动电路有什么作用呢？ 电源电路中通常会存在大容量电容，给电容加上电压瞬间需要很大的浪涌电流，很可能造成输入电源的降低。软启动电路就是用于电源启动时，减小浪涌电流，使输出电压缓慢上升，减小对输入电源的影响。让我们一起来看看，在电源设计里面，加入了软启动的电路，是如何保障烧录器稳定烧录的。 P800是周立功致远电子推出的4通道、多功能的在线编程器。每通道都可以输出相互独立、在 1.25V~7V范围内可调的电源。在烧录器内部，每通道的电源都采用同一路电源VDD，并通过下图所示的开关电路，使各通道电源相互独立。 对上图电路简单分析：当控制信号EN_VDDx为高电平时，Q2饱和导通，Q1栅极拉低，Q1迅速导通，电源VDD输出到相应通道的VDD_OUT并供给待烧录目标板。这个看似简单的电路，却在进行多通道异步在线烧录测试时出了非常不稳定的现象，到底是怎么回事呢？ 我们用P800对4个ARM核心板进行异步烧录测试过程中，发现当其中一个通道插入并上电初始化时，其他通道会出现烧录失败的现象。由于4个通道的信号线相互独立，只有电源VDD是共用的，因此我们猜测可能是ARM板上电初始化对VDD产生了干扰并影响到了其他通道。
开关电源软启动电路设计 1 简介 开关电源的输入电路大都采用整流加电容滤波电路。在输入电路合闸瞬间，由于电容器上的初始电压为零会形成很大的瞬时冲击电流如图1所示，特别是大功率开关电源，其输入采用较大容量的滤波电容器，其冲击电流可达100A以上。在电源接通瞬间如此大的冲击电流幅值，往往会导致输入熔断器烧断，有时甚至将合闸开关的触点烧坏，轻者也会使空气开关合不上闸，上述原因均会造成开关电源无法正常投入。为此几乎所有的开关电源在其输入电路设置的防止冲击电流的软起动电路，以保证开关电源正常而可靠的运行。 2 常用软起动电路 2.1 采用功率热敏电阻电路 热敏电阻防冲击电流电路如图2所示。它利用热敏电阻的Rt的负温度系数特性，在电源接通瞬间，热敏电阻的阻值较大，达到限制冲击电流的作用;当热敏电阻流过较大电流时，电阻发热而使其阻值变小，电路处于正常工作状态。采用热敏电阻防止冲击电流一般适用于小功率开关电源，由于热敏电阻的热惯性，重新恢复高阻需要时间，故对于电源断电后又需要很快接通的情况，有时起不到限流作用。
2.2 采用SCR-R电路 该电路如图3所示。在电源瞬时接通时，输入电压经整流桥VD1-VD4和限流电阻R对电容器C充电。当电容器C充电到约80%的额定电压时，逆变器正常工作，经主变压器辅助绕组产生晶闸管的触发信号，使晶闸管导通并短路限流电阻R，开关电源处于正常运行状态。 这种限流电路存在如下问题：当电源瞬时断电后，由于电容器C上的电压不能突变，其上仍有断电前的充电电压，逆变器可能还处于工作状态，保持晶闸管继续导通，此时若马上重新接通输入电源，会同样起不到防止冲击电流的作用。 2.3 具有断电检测的SCR-R电路 该电路如图4所示。它是图3的改进型电路，VD5、VD6、VT1、RB、CB组成瞬时断电检测电路，时间常数RBCB的选 取应稍大于半个周期，当输入发生瞬间断电时，检测电路得到的检测信号，关闭逆变器功率开关管VT2的驱动信号，使逆变器停止工作，同时切断晶闸管SCR的门极触发信号，确保电源重新接通时防止冲击电流。 2.4 继电器K1与电阻R构成的电路 该电路原理图如图5所示。电源接通时，输入电压经限流电阻R1对滤波电容器C1充电，同时辅助是电源Vcc经电阻R2对并接于继电器K1线包的电容器C2充电，当C2上的充电电压达到继电器的动作电压时，K1动作，旁路限流电阻
软启动器原理图 软启动器主要功能是改变电源电压，在过去相比于变频器高额的价格，软启动器低廉的价格受到很多消费者的青睐。接下来就让我们一起通过软启动器原理图来了解下软启动原理吧。 软启动器原理：软启动器（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s oft start er。软启动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。 现阶段，我们的软启动器产品主要在以下七个行业广泛应用：电力、冶金、建材、机床、石油化工、市政、煤炭。随着我国变频市场的飞速发展，小规模的生产企业被淘汰，因此软启动器市场更加集中发展。 鱼儿，在水中串上串下，吐着顽皮的泡泡；鸟儿从荷叶上空飞过，想亲吻荷花姑娘的芳泽。四周的花儿，紫的，黄的，白的，红的，竞相开放。大红花儿，张着大嘴，放声歌唱；灯笼花儿，随风摇坠，四处飘香；
剑兰花儿，形态独特，毫不逊色。它们与荷塘之景交相辉映，美不胜收此时，我的心情兴奋到极点，好久好久没有看过如此美的景色了。若果我有一双会画画的手，我定把这如痴如醉的荷塘活色生香的描绘一番；若果我有一部高像素的相机，我定不放过每个花开的镜头；若果我是一个诗人，我定把这荷塘每片光鲜艳丽的色泽融入人生的诗篇。我更期待，期待盛夏的荷塘色，期待那更加妖娆多姿，色泽鲜艳的荷花，期待初夏生机勃勃、挥汗如雨的激情生活！
软启动电路及原理 一、软起动主电路图 晶闸管降压软起动主电路如图所示，其中M是异步电动机，晶闸管KPl～KP6组成移相控制的三相交流调压电路，利用品闸管进行调压，其输出电压大小由晶闸管的导通角决定，而晶闸管的导通角又与其触发角有关。触发角越小，输出越大。因此，只需在电动机起动过程中通过控制晶闸管触发角的大小，不断改变晶闸管的导通角来改变输出电压波形，从而改变输出电压的有效值。随着输出电压的增加，电机转速不断上升。而电机定子电流的大小J下比于定子端电压，起动仞期，电机端电压较小，冲击电流电小，随着电机定子端电压的不断增加，定子电流也不断增加，最终达到额定转速，实现了电机的软起动。在每一瞬间，在三相交流调压电路中，至少要有两个器件导通，它们应处于不同的相，其中至少有一个是流向负载端，同时有另一个流向电源。在电路的正常工作状态下，6个晶闸管按照KPI、K_P2、KP3、KP4、KP5和KP6的顺序循环触发导通，而且相邻的两个晶闸管触发时刻之间相差600电角度。三相调压起动其实质是降压起动，与传统降压起动不同之处是无机械触点，起动电压和起动电流任意可调㈣。图中F为快速熔断器，RZ为压敏电阻，KP为晶闸管，另外还有并联于晶闸管两端的RC保护电路。理论上讲，本起动器可起动各种容量的三相异步电动机，针对不同的容量，软件控制思想均可不变，只要重新设计一下主电路即可，其中各元件的选择取决于被控电动机的容量。
主电路图 二、软启动触发电路 如图，出发电路主要有监测、移相控制、脉冲串产生电路、触发驱动电路等组成。 同步信号取于电源输入端R 、S 、T ，即u i 、w V i v 、信号， 三相交流电源经电阻2423987R R R R R 、与、、25R 、分压后，分别送往 电压比较器U7A 、U7B 、U7C 反相输入端。三个电压比较器的同相端经29R 接在作星形连接252423R R 、、R 的公共端上,相当 于接至三相交流电的中相点。各相交流电正向过零点时，对应的比较器输出低电平，驱动光电耦合器内发光二极管发光，光耦内的光电三极管导通，将低电平有效的同步信号送往单片机的P1.0、P1.1、P1.2输入端；而当交流电反相过零时，对应的比较器输出高电平送往单片机。同步波形如图 所示。由于比较器为单电源供电，故在其同相端加上了由稳压管2 VZ 提供的5.1V 直流电压，建立了正常的工作点。采用
毕业论文 （2012 届） （电子软启动器主电路设计） 学生姓名 学号 02 系别信息与电子系 专业班级自动化0801 指导教师 完成日期 摘要 大功率感应电动机因为转动惯量很大，如果直接启动的话，其起动电流往往会很高，会对电网产生电流冲击，影响电网其它设备不能正常运行，或者启动电流超过过电流保护整定值而动作，造成电动机无法起动、无法运行等现象。 软启动降压启动性能好，成本低，而且它为无触点启动，启动平滑。而实现这个功能有两种方法第一是用双向晶闸管来触发，本文选用了第二种单向晶闸管反并联的方法实行。 本课题主要针对硬件设计，以电力电子技术相关知识进行工程设计。实现三相异步电动机软启动。而三相异步电动机额定功率10KW、额定电压380V、额定电流20A。 关键词：晶闸管；控制电路；脉冲变压器；软启动；保护电路
ABSTRACT High-power induction motor inertia maybe big, if it starts up directly, the starting current produces high current shock for the grid, so other devices cannot run normally. Or starting current is more than the setting value of over current protection so that the power is turned off, that causes the motor can not startup or run. The soft start performance is good, low cost, and it for non-contact startup, start flowing. To implement this function have two kinds of methods, first is using the TRIAC, this paper chooses the second method that is two thrystors in reverse parallel. This subject mainly focus on hardware design using power electronics technology, realize soft start-up of three-phase asynchronous motor. And the three-phase asynchronous motor has rated power 10KW, rated voltage 380V and rated current 20A. Keywords: Thyristor; Control circuit; Pulse transformer; Soft start-up; Protection circuit 目录 摘要........................................................................................................... 错误！未定义书签。ABSTRACT.................................................................................................. 错误！未定义书签。目录........................................................................................................... 错误！未定义书签。 1 绪论......................................................................................................... 错误！未定义书签。 1.1课题背景....................................................................................... 错误！未定义书签。 1.2 本课题研究目的及意义............................................................... 错误！未定义书签。 2 电子软启动相关的理论与技术............................................................. 错误！未定义书签。 2.1 电子软启动器有关知识............................................................... 错误！未定义书签。 2.1.1 电子软启动的概念以及它有哪些特性和变压器的差异性错误！未定义书签。 错误！未定义书签。 错误！未定义书签。
软启动器接线图及工作原理 一、CMC-L系列数码型软启动器的基本接线原理图： 软起动器端子1L1、3L2、5L3接三相电源，2T1、4T2、6T3接电动机。当采用旁路接触器时，可通过内置信号继电器K2控制旁路接触器。如图： 二、CMC-M系列数码智能型软启动柜器的基本接线原理图： 软起动器端子1L1、3L2、5L3接三相电源，2T1、4T2、6T3接电动机。软起动器可通过参数设定选择是否检测相序。当采用旁路接触器时，可通过内置信号继电器K2控制旁路接触器。如图：
三、CMC-SX汉显智能型软启动器的基本接线原理图： 软起动器端子1L1、3L2、5L3接三相电源，软起动器端子2T1、4T2、6T3接电动机。软起动器可通过参数设定选择是否检测相序。当采用旁路接触器时，可通过内置信号继电器K2控制旁路接触器。如图：
四、CT系列分级变频软启动器的基本接线原理图： 软起动器端子1L1、3L2、5L3接三相电源、2T1、4T2、6T3接电动机、B1、B2、B3接旁路接触器。软起动器可通过参数设定选择是否检测相序。当采用旁路接触器时，可通过内置信号继电器K2控制旁路接触器。如图：
五、CMC-MX内置旁路软启动器基本接线原理图： 1.基本接线原理图 软起动器端子1L1、3L2、5L3接三相电源， 2T1、4T2、6T3接电动机。无需外接旁路接触器，软起动器可通过参数设定选择是否检测相序。如图：
2、三角形内接连接图 若用户使用三角形内接连接时，用户必须严格按照下图进行连接，否则有可能导致电机或软起损坏。
本机在启动前会对电机接线进行判断，若接线错误软起会报接线错误故障。如图：
新型BCK-I型箔式绕组磁控式电动机软起动器工作原理 引述： 异步电动机软启动控制器在电动机起动过程中,通过控制电动机的电流,使电机缓慢、平滑的加速,避免了大电流对电机和电网的冲击,提高了电网的工作效率,减少了启动时对电机的冲击损伤,从而达到了启动和保护设备的作用。如果说BCK-II箔式绕组磁控式软起动是针对水阻和热变电阻式启动器不可克服的缺点而出现的最新换代产品,具有十分广阔的应用前景。那么BCK-I基于微控制器,设计了一种新型电机磁控软启动方案,即在异步电动机定子回路串入磁饱和可控电抗器来实现电机的软启动。 1、磁控软启动原理介绍 BCK-I磁控式软启动是从电抗器软起动衍生出来的。主要由交流部分、直流部分、控制三大部分组成。主要功能是用可控制的饱和电抗器串在异步电动机定子侧实现降压。饱和电抗器由封闭的铁芯、直流绕组(控制绕组)和交流绕组(工作绕组)配合组成,交流部分主要串联在电动机定子回路的交线圈的工作绕组,由直流线圈控制铁芯的饱和度,从而控制交流绕组的等效电抗值。 在异步电动机启动过程中,通过反馈自动控制饱和电抗器直流绕组电流,改变铁芯的饱和程度,调节交流绕组的电抗,实现异步电动机的恒流软启动。TGCK-iI磁控软起动在起动开始时限流作用较强，在软起动过程中逐渐减弱。电抗器在起动完成后被旁路。 2、磁控式软启动控制系统设计 2.1：主电路设计图： 磁控式异步电动机软起动控制系统图如上图所示
其中，QS为三相电源开关;QF1为交流接触器;QR为饱和电抗器;SR为晶闸管整流电路,是提供饱和电抗器直流绕组直流励磁电流的回路,改变可控硅不同的触发角度,可提供饱和电抗器不同的直流励磁值;HR传感器,检测磁线圈的温度。并通过可靠隔离将信号转化为小的电压信号送给单片机。信号采集在电隔离条件下测量直流、交流脉冲以及各种不规则波形的电流,同时压敏电阻与二极管起到保护可控硅的作用. 2.2、控制系统设计： 磁控软起动智能控制系统的硬件总体结构如上图所示 它主要由微处理器系统、信号检测、功率变换单元、现场总线、人机交换模块等组成。智能控制器在软起动中的作用是根据电机起动中的电流、电压信号进行智能控制,通过功率变换单元控制可变电抗器的电抗,从而控制异步电动机的起动。所以,智能控制器主要包括如下几个基本功能:启动电量信号的检测、智能控制算法运算、功率变换单元控制、开关器件控制。此外,为完善系统功能,系统还具有友好的人机交互界面、现场总线通信、存储数据等功能。 2.3、系统软件设计： 软起动控制流程主要有软起动初始化、起动状态检查、软起动、软起动结束几个阶段。根据以上步骤,利用结构化设计思想,将系统软件分成主程序、初始化程序、软起动过程控制程序、数据通讯程序、人机交互程序、数据存储等若干功能模块,控制硬件系统自动采集、检测输入信号,对输入数据进行判断与处理,并按要求输出所需的控制信号。主程序流程图如图4所示,系统上电初始化结束后先进行系统自检,自检完成后判断电机所处的状态,根据不同的状态接收不同的命令。如果检测电机处于准备阶段,则接到启动指令后进行触发角的测量,发出触发脉冲起动电机;如果检测电机处于高速阶段,则瞬时给出最大触发角实现电机的软停。在整个循环过程中,任何一项测试不能通过则闭锁所有中断停机。 2.4、模糊PID控制器设计 当异步电动机起动或负载变化时,由于实际电流与给定电流的误差太大,单纯采用PID控制进行调频调功时,容易造成积分累积,最终引起系统较大的超调,甚至可能引起系统的振荡,使得系统的稳定性变差。智能控制器采用模糊控制器与PID控制器相结合的方案,其控制器系统结构图如图一所示。系统主要由PID控制器、模糊控制器以及误差e和误差变化ec的离散化环节(k4)、模糊化环节k1和k2、控制量输出比例环节k3、在线参数自调整环节组成。PID 控制器是在误差很小时起作用,用来消除静态误差,当误差较大时,该环节作用较小。参数自调整的作用,是根据误差e和误差变化率ec,在线调节k1、k2和k3,使系统的动特性与稳态性能
开关电源常用保护电路 -过热、过流、过压以及软启动保护电路 1 引言 随着科学技术的发展,电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切,而电子设备都离不开可靠的电源,因此直流开关电源开始发挥着越来越重要的作用,并相继进入各种电子、电器设备领域,程控交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了直流开关电源 . 同时随着许多高新技术,包括高频开关技术、软开关技术、功率因数校正技术、同步整流技术、智能化技术、表面安装技术等技术的发展,开关电源技术在不断地创新,这为直流开关电源提供了广泛的发展空间 . 但是由于开关电源中控制电路比较复杂,晶体管和集成器件耐受电、热冲击的能力较差,在使用过程中给用户带来很大不便.为了保护开关电源自身和负载的安全,根据了直流开关电源的原理和特点,设计了过热保护、过电流保护、过电压保护以及软启动保护电路. 2 开关电源的原理及特点 2.1 工作原理 直流开关电源由输入部分、功率转换部分、输出部分、控制部分组成.功率转换部分是开关电源的核心,它对非稳定直流进行高频斩波并完成输出所需要的变换功能.它主要由开关三极管和高频变压器组成. 图 1 画出了直流开关电源的原理图及等效原理框图,它是由全波整流器,开关管V ,激励信号,续流二极管 Vp ,储能电感和滤波电容 C 组成.实际上,直流开关电源的核心部分是一个直流变压器.
2.2 特点 为了适应用户的需求,国内外各大开关电源制造商都致力于同步开发新型 高智能化的元器件,特别是通过改善二次整流器件的损耗,并在功率铁氧体 ( Mn-Zn )材料上加大科技创新,以提高在高频率和较大磁通密度下获得高的磁性能,同时 SMT 技术的应用使得开关电源取得了长足的进展,在电路板两面布置元 器件,以确保开关电源的轻、小、薄.因此直流开关电源的发展趋势是高频、高可靠、低耗、低噪声、抗干扰和模块化. 直流开关电源的缺点是存在较为严重的开关干扰,适应恶劣环境和突发故 障的能力较弱.由于国内微电子技术、阻容器件生产技术以及磁性材料技术与一 些技术先进国家还有一定的差距,因此直流开关电源的制作技术难度大、维修麻 烦和造价成本较高, 3 直流开关电源的保护 基于直流开关电源的特点和实际的电气状况,为使直流开关电源在恶劣环 境及突发故障情况下安全可靠地工作,本文根据不同的情况设计了多种保护电路. 3.1 过电流保护电路
开关电源软启动电路设计 本文重点阐述如何正确合理设计开关电源的软启动电路，以供广大系统电源设计人员参考。 开关电源的输入电路大都采用整流加电容滤波电路。在输入电路合闸瞬间，由于电容器上的初始电压为零会形成很大的瞬时冲击电流如图1所示，特别是大功率开关电源，其输入采用较大容量的滤波电容器，其冲击电流可达100A以上。在电源接通瞬间如此大的冲击电流幅值，往往会导致输入熔断器烧断，有时甚至将合闸开关的触点烧坏，轻者也会使空气开关合不上闸，上述原因均会造成开关电源无法正常投入。为此几乎所有的开关电源在其输入电路设置的防止冲击电流的软起动电路，以保证开关电源正常而可靠的运行。 2.常用软起动电路 2.1采用功率热敏电阻电路 热敏电阻防冲击电流电路如图2所示。它利用热敏电阻的Rt的负温度系数特性，在电源接通瞬间，热敏电阻的阻值较大，达到限制冲击电流的作用;当热敏电阻流过较大电流时，电阻发热而使其阻值变小，电路处于正常工作状态。采用热敏电阻防止冲击电流一般适用于小功率开关电源，由于热敏电阻的热惯性，重新恢复高阻需要时间，故对于电源断电后又需要很快接通的情况，有时起不到限流作用。 2.2采用SCR-R电路 该电路如图3所示。在电源瞬时接通时，输入电压经整流桥VD1-VD4和限流电阻R对电容器C充电。当电容器C充电到约80%的额定电压时，逆变器正常工作，经主变压器辅助绕组产生晶闸管的触发信号，使晶闸管导通并短路限流电阻R，开关电源处于正常运行状态。 这种限流电路存在如下问题：当电源瞬时断电后，由于电容器C上的电压不能突变，
其上仍有断电前的充电电压，逆变器可能还处于工作状态，保持晶闸管继续导通，此时若马上重新接通输入电源，会同样起不到防止冲击电流的作用。 2.3具有断电检测的SCR-R电路 该电路如图4所示。它是图3的改进型电路，VD5、VD6、VT1、RB、CB组成瞬时断电检测电路，时间常数RBCB的选取应稍大于半个周期，当输入发生瞬间断电时，检测电路得到的检测信号，关闭逆变器功率开关管VT2的驱动信号，使逆变器停止工作，同时切断晶闸管SCR的门极触发信号，确保电源重新接通时防止冲击电流。 2.4继电器K1与电阻R构成的电路 该电路原理图如图5所示。电源接通时，输入电压经限流电阻R1对滤波电容器C1充电，同时辅助是电源Vcc经电阻R2对并接于继电器K1线包的电容器C2充电，当C2上的充电电压达到继电器的动作电压时，K1动作，旁路限流电阻R1，达到瞬时防冲击电流的作用。通常在电源接通之后，继电器K1动作延时0.3～0.5秒，否则限流电阻R1因通流时间长会烧坏。 然而这种简单的RC延迟电路在考虑到继电器吸合电压时还必须顾及流过线包的电流，一般电阻的阻值较小而电容的容量较大，延迟时间很难准确控制，这主要是电容容量的误差和漏电流造成，需要仔细地挑选和测试。同时继电器的动作阈值取决于电容器C2上的充电电压，继电器的动作电压会抖动及振荡，造成工作不可靠。 2.5采用定时触发器的继电器与限流电阻的电路 该电路如图6所示(仅画出定时电路，主电路同图5)，它是图5的改进型电路。电源按通时，输入电压经整流桥和限流电阻R1对C1充电，同时定时时基电路555的定时电容C2由辅助电源经定时电阻R2开始充电，经0.3秒后，集成电路555的2端电压低于二分之一电源电压，其输出端3输出高电平，VT2导通，继电器K1动作，限流电阻R1被旁路，直流供电电压对C1继续充电而达到额定值，逆变器处于正常工作状态。由于该电路在RC延迟定时电路与继电器之间插入了单稳态触发器和电流放大器，确保继电器动作干脆、可靠，有效地防止冲击电流的效果，而不会像图2-62电路那样由于继电器动作的不可靠性而烧坏限流电阻及继电器的自身触点。
软启动电路及原理 一软起动主电路图、 晶闸管降压软起动主电路如图所示，其中M是异步电动机，晶闸管KPl～KP6组成移相控制的三相交流调压电路，利用品闸管进行调压，其输出电压大小由晶闸管的导通角决定，而晶闸管的导通角又与其触发角有关。触发角越小，输出越大。因此，只需在电动机起动过程中通过控制晶闸管触发角的大小，不断改变晶闸管的导通角来改变输出电压波形，从而改变输出电压的有效值。随着输出电压的增加，电机转速不断上升。而电机定子电流的大小J下比于定子端电压，起动仞期，电机端电压较小，冲击电流电小，随着电机定子端电压的不断增加，定子电流也不断增加，最终达到额定转速，实现了电机的软起动。在每一瞬间，在三相交流调压电路中，至少要有两个器件导通，它们应处于不同的相，其中至少有一个是流向负载端，同时有另一个流向电源。在电路的正常工作状态下，6个晶闸管按照KPI、K_P2、KP3、KP4、KP5和KP6的顺序循环触发导通，而且相邻的两个晶闸管触发时刻之间相差600电角度。三相调压起动其实质是降压起动，与传统降压起动不同之处是无机械触点，起动电压和起动电流任意可调㈣。图中F为快速熔断器，RZ为压敏电阻，KP为晶闸管，另外还有并联于晶闸管两端的RC保护电路。理论上讲，本起动器可起动各种容量的三相异步电动机，针对不同的容量，软件控制思想均可不变，只要重新设计一下主电路即可，其中各元件的选择取决于被控电动
机的容 量。． 主电路图 、软启动触发电路二如图，出发电路主要有监测、移相控制、脉冲串产生电路、触发驱动电路等组成。 同步信号取于电源输入端R、S、T，即、信号，i、vi uwV三相交流电源经电阻分压后，分别送往R、R与R、、R、RR252482379电压比较器U7A、U7B、U7C反相输入端。三个电压比较器的同相端经接在作星形连接的公共端上,相当R R、R、R25232429于接至三相交流电的中相点。各相交流电正向过零点时，对应的比较器输出低电平，驱动光电耦合器内发光二极管发光，光耦内的光电三极管导通，将低电平有效的同步信号送往单片机的P1.0、P1.1、P1.2输入端；而当交流电反相过零时，对应的比较器输出高电平送往单片机。同步波形如图 所示。由于比较器为单电源供电，故在其同相端加上了由稳
数字存储式交流电机软启动装置的组装与调试 一．专业综合实践意义 此次专业综合实践涉及多门学科，包括电机电器、电力工程、微电子技术、自动控制、计算机控制，多学科渗透，强弱电结合，对动手能力要求较高。此次专业综合实践，针对以往学生的动手能力较弱入手，给学生提供了更多的动手实践机会，可以提高学生的实践技能。二．专业综合实践内容 1、对各部分原理进行分析； 2、进行焊接与组装练习; 3、各部分电路的独立调试与系统联调； 4、多种仪器设备的使用与电路波形调试。、 三．交流电机的起动原理 1、主电路 此次专业综合实践所涉及的主电路原理十分简单，即交流电机的降压起动，由于交流电机起动时，会产生很大的冲击电流，一般冲击电流会达到电机额定电流的4~7倍，降压起动是交流电机常用的一种起动方式，且交流电机轻载时降压运行可以达到节能的目的。 传统的降压起动往往通过星—三角切换或者自耦变压器起动，无法实现电压的连续变化，随着电力电子技术的发展，晶闸管相控调压的应用越来越广泛，通过控制晶闸管的触发角来进行调压，此次专业综合实践正是采用了双向晶闸管的相控调压来进行交流电机的软启动，为了减小脉冲变压器的体积，将触发脉冲进行了高频调制，用一系列的窄脉冲来触发晶闸管。 2、控制电路 控制电路的设计思想是电机起动时，设计一个初始导通角，以后每隔一段时间给导通角一个增量，此次设计采用ＥＥＰＲＯＭ２８６４存储触发脉冲数据，通过适当的控制方案，读出ROM里存放的数据，便可控制晶闸管导通角不断变化，下面是各部分控制电路的原理及波形分析： （1）滞环电压比较器 由于过零比较器的抗干扰能力太差，所以采用了滞环电压比较器，其作用是将正弦信号变成标准的方波，但是滞环比较器产生的方波不是标准的TTL电平，所以经过两次反相整 形。滞环电压比较器可以通过改变参考电压和反馈回路电阻来改变V L和V H，但是由于二 极管的作用，已经将参考电压固定为0.7V，所以只能通过调节电位器来改变V L和V H， 调节电位器使V H=0，从而保证u o和u ab严格同步。 （2）单稳移相电路 实验中采用的是线电压信号，但实际的触发脉冲是通过相电压产生的，利用单稳移相电路将线电压移相30°可以得到相电压信号。实验中采用了74LS122可重复触发单稳态触发器， 触发脉冲有效时， Q端输出负脉冲，输出脉宽为30°/360°*20ms=1.667ms。 （3）锁相同步倍频器 锁相同步倍频器主要有两个作用：同步和倍频，即实现与工频50Hz相电压的同步以及256倍频,CD4046的AIN输入是与相电压u a同步的方波信号，BIN输入是其输出的高频信