下载文档原格式
三相异步电机的软启动及回路设计1. 引言1.1 三相异步电机的软启动及回路设计三相异步电机的软启动及回路设计在现代工业生产中起着至关重要的作用。
随着电机的使用频度不断增加，软启动技术逐渐成为电机启动的主流方式。
软启动是指在启动电机时，通过逐渐增加电机的电压和频率，使电机平稳启动，避免了传统直接启动时电机受到的冲击和振动，延长了电机的使用寿命。
软启动技术有多种方式，包括电压变频软启动、电流限制软启动、降压软启动等。
相比于直接启动，软启动具有启动平稳、保护电机和降低能耗的优势。
设计软启动系统时，需要考虑电机的额定功率、额定电压、负载特性等因素，以确保启动效果最佳。
回路设计在三相异步电机的软启动中也扮演着重要角色。
良好的回路设计可以有效减小电机启动时的电压波动和谐波干扰，提高系统的稳定性和可靠性。
回路设计的具体步骤包括确定电机的负载特性、选择合适的软启动方式、配置合适的保护装置等。
三相异步电机的软启动及回路设计在现代工业中具有重要意义，能够提高电机的使用效率和稳定性，延长电机的寿命，为工业生产的发展做出积极贡献。
2. 正文2.1 软启动的原理与作用软启动是一种电机启动的方法，通过逐步增加电机的电压和电流，来减小电机启动时的冲击和压力。
其原理和作用主要有以下几点：软启动可以减少电机启动时的电流冲击。
在传统的直接启动方式下，电机启动时需要瞬间吸收很大的电流，会对电网和设备造成较大的冲击，甚至会引起电网跳闸。
而软启动则可以通过逐步增加电压和电流的方式，使电机启动过程更加平稳，减少电网的冲击。
软启动可以延长电机的寿命。
电机在启动时受到的冲击和压力会对电机的绝缘、轴承等部件造成损坏，进而影响电机的寿命。
通过软启动可以减小这些冲击，保护电机的各个部件，延长电机的使用寿命。
软启动还可以提高电机的效率。
在传统的直接启动方式下，由于启动时的冲击会导致电机运行不稳定，效率较低。
而软启动能够使电机启动过程更加平稳，提高电机的运行效率。
三相异步电机的软启动及回路设计1. 引言1.1 三相异步电机的软启动三相异步电机的软启动是一种重要的电机启动方式。
传统的直接启动方法会带来较大的电流冲击和机械冲击，容易对电机和相关设备造成损坏。
而软启动则可以通过逐步增加电机的电压或频率，实现电机的平稳启动，减小启动时的电流冲击，保护设备和延长电机寿命。
软启动的原理是通过控制电压或频率逐步增加，使电机在启动过程中逐渐达到额定负载运行状态，避免了直接启动时的电流冲击。
软启动的设计方案可以根据具体的电机和负载特性进行调整，以达到最佳的启动效果和运行效率。
在进行回路设计时，需要考虑因素包括电路的稳定性、安全性、节能性以及成本等。
具体步骤包括确定电路拓扑结构、选择合适的元件和电路参数、进行电路布局和连接等。
在进行回路设计时，需要注意的事项包括避免电路中的短路和过载现象，确保元件的负载均衡，以及考虑到电路的散热、防护和维护等方面。
通过三相异步电机的软启动和回路设计，我们可以有效地提高电机的运行效率，保护设备，延长设备寿命，为工业生产和设备运行提供了重要保障。
【字数：240】1.2 回路设计回路设计是三相异步电机软启动过程中至关重要的一环。
一个合理的回路设计能够有效地保护电机和降低起动时的电流冲击，延长电机的使用寿命，并且提高整个系统的稳定性和效率。
在进行回路设计时，需要考虑多个因素，包括电路的安全性、稳定性、功率因数、电流限制等。
还需要根据实际情况进行具体的步骤，包括选择适当的元件和材料，进行合理的布线设计等。
在具体进行回路设计时，需要注意一些重要的事项，例如避免线路短路，确保接线正确，避免过载，保证接触良好等。
只有在严格遵守这些设计原则和注意事项的情况下，才能保证整个电机系统的安全可靠运行。
2. 正文2.1 软启动的原理和作用软启动是一种用来对电机进行缓慢启动的方法，其原理是通过逐步增加电机的电压和频率，从而减小电机启动时的冲击力和电流冲击。
这样可以有效地降低设备的启动过程中的机械应力和电气压力，延长设备的使用寿命，减小设备的维修成本。
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2VZ 提供的5.1V 直流电压,建立了正常的工作点;采用比较器获取同步信号的方法具有很高的过零检测灵敏度;移相控制信号由80196看出KC单片机;单片机根据软启动器设置的启动方式,计算出移相控制角α值,在对应的相电源电压过零时,延迟α角由高速输出口HSO0、HSO1、HSO2、HSO3、HSO4、HSO5送出宽度为5ms的方波作为与非门U8A、U8B、U8C、U8D、U9A、U9D的门控信号;。
三相异步电机的软启动及回路设计三相异步电机的软启动技术是通过改变电压和频率来实现的，目的是减小电机在运行过程中的启动冲击和振动，延长电机的使用寿命。
软启动技术主要包括降压启动、变频启动和自启动三种方式。
下面我们主要介绍降压启动和变频启动的回路设计。
降压启动是通过降低电压来减小电机的启动冲击。
降压启动的回路设计主要包括一个降压变压器、一个电压调节器和一个互感电流控制器。
降压变压器的作用是将电网电压降低到电机的额定电压，电压调节器用于调节降压变压器的输出电压，互感电流控制器用于保护电机免受过流损害。
降压启动的回路设计相对简单，成本较低，但启动时间较长且只能实现一次启动，不适用于需要频繁启动的场合。
变频启动是通过改变电机供电频率来实现的，可以实现对电机的精确控制。
变频启动的回路设计需要一个变频器和一个电机控制器。
变频器负责将电网电压由交流变为直流，然后通过调节内部控制电路的频率和幅值，将直流电压转换为给电机供电的变频交流电压。
电机控制器用于监测电机的运行状态，并通过反馈控制来实现对电机启动过程中的转矩、电流、转速等参数的精确控制。
变频启动的回路设计相对复杂，成本较高，但启动时间短且能够实现多次启动，适用于对电机启动精确度要求较高的场合。
三相异步电机的软启动技术可以通过降压启动和变频启动来实现。
选择合适的软启动方式需要考虑电机的工作环境、启动频率和精确度等因素，以实现对电机的良好保护和精确控制。
在回路设计中，还需要考虑电源稳定性、保护装置、接线安排等因素，确保软启动技术的可靠性和安全性。
交流异步电动机软起动器硬件设计异步电动机软起动器硬件设计主要涉及电路设计、传感器选择、控制器选择等。
一、电路设计异步电动机软起动器的电路设计需要考虑以下几个方面：1.电源电路：软起动器通常使用交流电源，设计中需要考虑电源接入方式、稳压稳流功能等。
2. 控制电路：主要包括按键控制和控制信号接口。
按键控制电路需要提供启动、停止、正反转等功能，同时要确保可靠性和安全性。
控制信号接口可以使用RS485、Modbus等通信协议，实现软起动器与上位机、PLC等设备的通信。
3.逻辑控制电路：由于软起动器的启动和停止控制需要根据电动机的电流、转速等参数来实现，因此需要设计相应的逻辑电路来处理这些参数，并进行相应的控制。
逻辑控制电路通常包括比较器、运算放大器、触发器等。
4.保护电路：软起动器的设计中需要考虑对电动机过载、过流、过压等情况进行保护。
保护电路通常包括过流保护器、过压保护器、失压保护器等。
二、传感器选择传感器的选择主要取决于需要测量的参数。
在异步电动机软起动器硬件设计中，常用的传感器有以下几种：1.电流传感器：用于测量电动机的电流。
电流传感器的选择应根据电动机的额定电流来确定，同时要考虑传感器的精度、灵敏度等指标。
2.温度传感器：用于测量电动机的温度。
温度传感器的选择应根据电动机工作环境的要求来确定，常见的温度传感器有热敏电阻、热敏电偶等。
3.压力传感器：用于测量电动机的压力。
压力传感器的选择应根据电动机所需测量的压力范围来确定，同时要考虑传感器的精度、耐压能力等指标。
三、控制器选择异步电动机软起动器的控制器选择需要考虑以下几个因素：1.控制能力：控制器的控制能力应能满足软起动器对电动机的启动、停止、正反转等功能的要求。
同时要考虑控制器的处理速度、精度、可靠性等。
2. 通信接口：控制器应具备与上位机、PLC等设备进行通信的接口，通常使用RS485、Modbus等通信协议。
3.编程能力：控制器的编程能力可以根据实际需求来选择。
三相异步电机的软启动及回路设计三相异步电机广泛应用于各种工业设备中，但在启动时可能会产生较大的电流冲击，加速器组装后会出现机械振动等问题，影响设备的正常运行。
因此，为了减小启动时的冲击，必须进行软启动设计，同时设计合适的回路来满足启动和运行的需求。
软启动设计软启动通常采用变压器起动方式，通过降低送电电源的电压，逐步加快电机的转速，以避免电机启动时产生大电流、大转矩和机械振动等现象，使电机缓慢启动并逐渐达到额定运行状态。
这里介绍一种常用的软启动电路设计方法。
1.电源电感为了减小启动时的电流冲击，可以通过增加电源端的电感来限制电流。
电源电感可以用线圈制成，也可以用电容器来实现。
2.变压器限流采用变压器起动方式，并在起动初期采取较小的输出电压，使得启动的电流趋近于额定电流，减小电流冲击引起的问题。
3.电容器启动为了使电机启动更加平缓，通常采用电容器来实现。
在满载转矩时，电容器会自动断电，以避免因电容容量不足而引起的电压降低和电流增加等现象。
回路设计回路设计包括保护和控制两个部分，其功能是为电机提供合适的电压和电流，并在出现异常情况时自动切断电源，以保护设备的安全。
保护回路主要包括过载保护、短路保护和欠压保护三个方面。
（1）过载保护：当电机运行时，如果负载超过额定负载时，保护装置将自动切断电源，避免电机运行时产生过大的转矩和电流。
（3）欠压保护：当电源电压小于安全范围内的最小工作电压时，保护装置将自动切断电源，以防止电机运行时电压不足而产生故障。
控制回路设计通常包括起动控制、转速控制、运行控制等。
起动控制主要是采用先扭矩后转速的方式来保护电机。
转速控制可以是采用调节输出频率的方式来调节，也可以采用直接调节电压大小的方式控制电机的转速。
运行控制包括定时运行、反转控制等。
总之，三相异步电机的软启动及回路设计是保证设备安全稳定运行的重要措施，必须根据实际需求进行精确设计和优化，以达到最佳效果。
三相异步电机的软启动及回路设计三相异步电机是工业生产中常见的一种电动机，它具有启动电流大、启动冲击大的特点，为了避免对电网和设备造成损害，通常需要采取软启动措施。
本文将介绍三相异步电机的软启动原理和回路设计。
一、软启动原理三相异步电机的软启动是通过控制电机的起始电压和起始电流来实现的。
在电机启动过程中，首先通过控制器向电机提供较低的电压，逐步增加电压，使电机缓慢启动，不会造成电网和设备的冲击和损坏。
软启动的原理主要包括以下几个方面：1. 电压控制：采用变压器或者电压控制器逐步提供电压，使电机从零启动到额定电压，减小了电机的启动冲击。
2. 电流控制：通过控制器对电机的电流进行监测和控制，避免电机启动时的大电流冲击。
3. 时间控制：设定启动时间，保证电机在一定时间内完成启动过程，实现缓慢启动。
软启动可以有效降低电网和设备的损坏风险，延长电机的使用寿命，提高设备的可靠性和稳定性。
二、软启动回路设计在实际应用中，通常需要设计软启动回路来实现对三相异步电机的软启动。
软启动回路的设计需要考虑电机的额定功率、起动过程中的电流波形和起动时间等因素，下面将介绍一种典型的软启动回路设计方案。
3. 控制器：采用专门的软启动控制器，通过对电压和电流的控制，实现对电机启动过程的精确控制。
5. 过载保护：在软启动回路中添加过载保护装置，当电机出现过载或者短路时，立即切断电源，保护电机和设备。
6. 自动复位：设置自动复位功能，当电机启动失败或者出现故障时，自动复位并重新启动，保证设备的正常运行。
通过合理设计软启动回路，可以实现对三相异步电机的软启动，提高设备的可靠性和安全性，减小对电网和设备的冲击。
在实际应用中，还可以根据具体的需求和环境，定制软启动回路设计方案，满足不同场合的使用要求。
三相异步电机的软启动及回路设计是工业生产中重要的一环，合理的软启动措施可以降低设备的损坏风险，延长设备的使用寿命，提高生产效率和设备稳定性。
三相异步电机的软启动及回路设计三相异步电机是工业生产中常用的电动机类型之一，它具有结构简单、维护成本低、性能可靠等优点，因此在许多领域都有广泛的应用。
在电机启动的过程中，为了避免对电网和电机本身造成过大的冲击，通常需要采用软启动技术。
本文将针对三相异步电机的软启动及回路设计进行详细介绍。
一、三相异步电机的工作原理三相异步电机是一种通过电磁感应原理实现能量转换的机电设备。
它由转子和定子两部分组成，通过转子上的导体与定子中的磁场相互作用来实现转矩传递，从而驱动负载进行工作。
当三相交流电源施加在定子线圈上时，产生的旋转磁场会感应转子中的感应电动势，从而使转子产生转动。
二、三相异步电机的软启动原理传统的直接启动方式会造成启动电流冲击很大，对电网和设备都造成不利影响，而软启动技术则能有效地减小启动冲击，保护电网和电机。
软启动技术主要通过控制器来调节启动电压和频率，实现逐步升压、逐步加速的启动过程，从而达到减小启动电流、降低机械冲击的效果。
三、三相异步电机软启动回路设计1. 软启动器件选择在三相异步电机的软启动回路设计中，需要选择合适的器件来实现逐步升压和逐步加速的控制。
常用的器件包括可控硅、晶闸管、触发器等。
这些器件能够通过控制输入信号，实现对电机启动电压和频率的精确调节。
3. 保护回路设计在软启动回路中，还需要考虑对电机和设备的保护功能。
例如过流保护、过压保护、欠压保护等功能，以确保电机在启动过程中不会因为异常情况而受到损坏。
四、三相异步电机软启动回路设计实例下面将通过一例具体的三相异步电机软启动回路设计实例来介绍软启动回路的设计步骤和关键技术。
1. 设计需求分析假设需要设计一个功率为5kW的三相异步电机软启动回路，其额定电压为380V，额定频率为50Hz，要求在启动过程中尽量减小启动电流冲击，保护电网和电机设备。
3. 控制回路设计设计控制回路，包括输入电源接口、控制器电路、驱动电路等部分。
通过控制器电路和驱动电路，实现对软启动器件的精确控制，从而实现软启动的目的。
三相异步电机的软启动及回路设计
作者：文翔
来源：《装饰装修天地》2019年第16期
摘; ; 要：软启动器是目前性能比较好的电动机启动控制设备，本文简要介绍了电机软起动的方式、特点以及设计注意事项。
关键词：电动机;软启动;启动电流;启动转矩
1; 软启动概念
电压由零慢慢提升到额定电压，电机在启动过程中的启动电流可以控制并且可根据需要进行调节，同时电机启动的全过程避免冲击转矩而平滑的启动运行，这就是软启动。
2; 电动机启动方式现状
电机全压启动时过高的启动电流会造成电网冲击，给电网造成过大的电压降;。
过大的转矩冲击将造成机械应力冲击，影响电机本身及其拖动设备的使用寿命。
因此，通常总是力求在较小的启动电流下得到足够大的启动转矩，为此就要选择合适的启动方法。
对三相鼠笼式异步电动机的启动电流的限制，通常有定子串接电阻启动、Y-△启动、自藕变压器降压启动、延边三角形启动。
而对绕线式交流电动机，常采用转子串接频敏变阻器启动、转子串电阻分级启动。
这些传统的启动方法在负载工况、负载电压等级、自身经济性及结构性等方面存在一定制约。
随着电力技术的不断发展，利用晶闸管交流调压技术制作的软启动器，以及采用微控制器代替模拟控制电路发展而来的电子软启动器在工业领域得到越来越广泛的应用。
3; 软启动的特点
电子软启动器相对于传统的启动方式，其突出的优点体现在：
（1）电力半导体开关可以实现无级调节，能够连续稳定调节电机的启动。
（2）冲击转矩和冲击电流小。
软启动器在启动电机时，是通过逐渐增大晶闸管的导通角，使电机启动电流限制在设定值以内，因而冲击电流小，可控制转矩平滑上升，保护传动机械、设备和人员。
（3）软启动器可以引入电流闭环控制，使电机在启动过程中保持恒流，确保电机平稳启动。
（4）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启动电流，节省电能。
（5）由于采用微机控制，可在启动前对主回路进行故障诊断，且数字化的控制具有较稳定的静态特性，不易受温度、电源电压及时间变化等因素的影响，因此提高了系统的可靠性，有助于系统维护。
（6）软启动器能实现计算机通讯控制，为自动化控制打下良好的基础。
4; 软启动的启动方式
软启动一般有下面几种启动方式：
（1）斜坡升压软启动：这种启动方式最简单，不具备电流闭环控制，仅调整晶闸管导通角，使之与时间成一定函数关系增加。
其缺点是在电机启动过程中不限流，可能产生较大的冲击电流使晶闸管损坏，对电网影响较大，实际很少应用。
（2）斜坡恒流软启动：这种启动方式是在电动机启动的初始阶段启动电流逐渐增加，当电流达到预先所设定的值后保持恒定，直至启动完毕。
启动過程中，电流上升变化的速率可以根据电动机负载调整设定。
电流上升速率大，则启动转矩大，启动时间短。
该启动方式适用于风机、泵类负载的启动。
（3）阶跃启动：即以最短时间使启动电流迅速达到设定值。
通过调节启动电流设定值，可以达到快速启动效果。
（4）脉冲冲击启动：在启动开始阶段，让晶闸管在极短时间内，以较大电流导通一段时间后回落，再按原设定值线性上升，连入恒流启动。
该启动方法适用于重载并需克服较大静摩擦的启动场合。
5; 低压软启动回路的设计
5.1; 软启动器
软启动器是一种集软启动、软停车、轻载节能和多功能保护于一体的电机控制装备，实现在整个启动过程中无冲击而平滑的启动电机，可根据电动机负载的特性来调节启动过程中的各种参数，如限流值、启动时间等。
软启动器用于电机启动，启动过程结束，软启动装置退出，所以软启动器一般是短期工作制。
5.2; 软启动器选型
除了技术、性能、价格比较外，还要考虑设备现场的电网容量、设备启动负荷轻重、启动频繁程度等具体条件。
对于水泵类启动负载较轻的设备，可选择功能简单、价格较低、操作方便的软启动器，这类设备根据电动机额定功率，选用样本规定的相同容量的软启动器就能满足需要。
对于大型风机、破碎机等启动负荷比较重的设备，应该选用启动功能比较多、有限流启动功能、自身保护比较齐全的软启动器。
尤其功率比较大的设备（160kW及以上），最好选用启动功能比较全的高性能软启动器。
5.3; 隔离器和熔断器选择
软启动柜中的隔离电器，可以选用隔离开关也可以选用具有隔离功能的塑壳断路器。
如需达到1型协调配合要求，可选用电动机保护用断路器或塑壳断路器，如需达到2型协调配合要求，即短路条件下不对人及设备产生危害且能够继续使用，则需要选用快速熔断器。
5.4; 旁路接触器的选择
软启动结束时电动机已在额定电压上运行，所以按电动机的额定电流选用交流接触器就能满足要求。
要注意的是在配柜接线时，做到软启动器与接触器同相连接，不要接错相序。
5.5; 过负荷保护装置的选择
软启动装置的过负荷保护装置应该选用具有过载保护、断相保护和温度补偿功能的热过载继电器。
具体选用时，要使电动机的工作电流在热元件整定电流范围以内。
工作时容易过载的设备，要使电动机的额定电流值靠近热元件整定电流范围的下限。
5.6; 变压器负载能力及保护整定值校验
在软启动装置选用时除注意上述要求外，还要注意为设备供电的变压器的负载能力。
如果事前变压器已接近满载，要慎重选用软启动设备。
尤其是要增设功率比较大的设备时，更要核对校验变压器的荷载能力和保护的整定值。
增加软启动设备后，变压器二次侧断路器的短路短延时脱扣器的整定值Ir2为：
计算出的Ir2应小于变压器二次侧断路器现在的实际短路短延时脱扣器的整定值;否则，在新增加设备启动时，变压器二次侧断路器要分断跳闸。
造成软启动器选用失败。
6; 二次控制回路设计
软启动的二次控制回路的设计与常规电机控制最大的区别在于要弄清楚软启动器本身的工作原理，然后将软启动器的内部接线与二次回路的接线相结合，充分利用软启动器本身的保护功能。
需要特别注意两点：软启动器是否自带旁路接触器;启动结束后软启动的保护功能是否
随软启动器的切除而继续有效。
这两点对于二次控制回路的设计及一次保护回路的配置都有着重要影响。
7; 结束语
软启动器具有启动转矩大、可调节、启动时间短、有软停机功能、元件少维修量小等优点，是性能比较好的电动机启动控制设备。
但需要指出的是：科技进步带来的产品更新换代是一个趋势，软启动器作为填补星-三角启动器和变频器在功能实用性和价格之间的鸿沟而研发的产品，随着变频器产品的升级换代以及成本的逐渐下降，将逐渐被变频器所替代。
参考文献：
[1] 刘锦波，张承慧等.电机与拖动第一版[M].清华大学出版社，2006.
[2] 李晓钢.异步电动机晶闸管软起动器的应用探讨[M].企业技术开发，2006.
[3] 徐甫荣.交流异步电动机软起动技术[M].国家电力公司热工研究院，2003.。
