基于PLC控制的磁饱和电抗器在异步电机中的应用

摘要

电机在直接起动的过程中产生较大的起动电流,会对电网产生不可忽略的影响,为解决该问题,经常会用软起动来实现电流的控制。常用的软启动有星/三角软起动、自耦变压器软起动、电抗器软起动、晶闸管软起动和磁控软起动等。低压中比较受欢迎的是晶闸管软起动,它体积小、结构紧凑,起动重复性好,然而中高压中晶闸管软起动却由于需要多个晶闸管串并联在一起,对晶闸管的要求过于严格。磁控软起动就不存在这些问题,它可靠性高、环境适应性好、稳定性好、体积小,同时免维护,本文就磁控软起动进行研究。
　　 本文通过设计磁饱和电抗器,将其应用于低压拖动电机中,本文中的低压拖动电机是37KW,50HZ的水泵,工作电压为380V。选择低压研究,一是考虑成本问题,二来低压电机与中高压电机相比控制方式和策略一样,不同点在于磁饱和的绝缘等级及容量大小不一样。本文阐述了PLC技术在异步电动机软起动自动控制中的应用及其优越性,给出了具体的实施办法。即以串联在笼型电机的定子回路中的磁饱和电抗器、电力电子装置、PID调节等共同组成一套起动系统,西门子S7-200PLC为控制系统,大致原理即电机起动时由于串联了可调电抗,起动电流较小。起动过程中通过PLC控制系统调节可调电抗的控制电压,使之电抗逐渐减小至零,电机由起动状态平稳过渡到正常运行状态再将可调电抗旁路后退出运行,电机起动过程完成。
　　 主要做的工作有:对PLC控制电路设计,选择硬件模块;选择适用的磁饱和电抗器,对其参数进行计算和设计;对单相的磁饱和电抗器进行特性分析和仿真,对磁控软起动系统进行设计和仿真。