交流感应电动机离散变频启动系统及其启动方法

摘要

交流感应电动机离散变频启动系统及其启动方法，它涉及的是一种交流感应电动机离散变频启动系统及其启动方法。交流电通过(1)、(2)与(11)的输入端相接，(1)的输出端接(3)的输入端，(2)的输出端接(5)的输入端，(2)的控制端接(4)的输入端，(1)的输出端接(6)的输入端，(3)、(4)、(5)、(6)的输出端分别接(7)的输入端，(7)、(8)、(9)、(10)的互相数据连接。步骤是：程序初始化(01)，检测初始续流角(02)，设置各离散变频频率的触发角使最小触发角大于初始续流角(03)；16分频触发子程序(04)，13分频触发子程序(05)，10分频触发子程序(06)，7分频触发子程序(07)，4分频触发子程序(08)，软启动子程序(09)。本发明能使三相交流感应电动机在带重载、满载时正常起动。

说明书

技术领域：

本发明涉及的是一种交流感应电动机离散变频启动系统及其启动方法。

背景技术：

现有基于晶闸管调压原理的电机软起动器，逐渐取代传统的降压起动方法。利用晶闸管调压电路对三相电机进行起动控制，电机的输入电压由小到大逐渐上升，直至达到电源电压。使得电压连续可调，电流连续，省去接触器、继电器等换挡硬开关，减小了起动设备的体积，对电机无特殊要求，成本低，可控性好。图1给出了应用于三相电机驱动的软起动器基本结构。然而，降压起动的一个很大缺点是起动电磁转矩的跌落。电机的起动转矩和所加的定子侧端电压的平方成正比，减小电压就会严重降低起动转矩，重载、满载起动时会使电机堵转保护而起动失败。在实际应用中，许多环境下电机都是带重载甚至满载起动，如传送带，起重机等。传统软起动器将无能为力，这种情况下，不得不采用直接起动方式，这又会产生很大的危害：a.过大的起动电流会造成电网的冲击；b.对生产机械造成冲击；c.不受控的起动在过载或低电压时会导致大型电动机起动的失败。

发明内容：

本发明的目的是提供一种交流感应电动机离散变频启动系统及其启动方法。本发明可解决三相交流感应电动机在带重载、满载时无法正常起动的问题。本发明包含电动机11，它还包含三相电流互感器1、三相反并联晶闸管2、第一运算放大器3、脉冲变压触发器4、第二运算放大器5、第三运算放大器6、微处理器7、液晶显示器8、单片机9、键盘10；三相交流电经三相电流互感器1分别连接三相反并联晶闸管2的三个输入端并分别与第一运算放大器3的三个电压检测输入端相连接，三相反并联晶闸管2的三个输出端分别连接电动机11的三个输入端并分别与第二运算放大器5的三个电压检测输入端相连接，三相电流互感器1的第四个信号输出端连接第三运算放大器6的信号输入端，第三运算放大器6的信号输出端连接微处理器7的电流信号检测输入端，第一运算放大器3的信号输出端连接微处理器7的一个电压信号检测输入端，第二运算放大器5的信号输出端连接微处理器7的另一个电压信号检测输入端，微处理器7的控制信号输出端连接脉冲变压触发器4的信号输入端，脉冲变压触发器4的信号输出端连接三相反并联晶闸管2的控制信号输入端，微处理器7的数据输入输出端连接单片机9的数据输出输入端，单片机9的显示信号输出端连接液晶显示器8的信号输入端，键盘10的输出端连接单片机9的信号输入端；其微处理器7的内部程序运行步骤是：程序初始化01，检测初始续流角02，设置各离散变频频率的触发角使最小触发角大于初始续流角03；运行16分频触发子程序，其运行时间是0.32秒04，16分频触发子程序的频率3.125Hz对应的一个周期包含工频半周期的数目为32，编成32组；一、触发其中一相的第1、3、5、7、9、11、13、15、17组，构成16分频电压的正半周；触发第18、20、22、24、26、28、30、32组，构成16分频电压的负半周，分别控制每一组的触发角在30度至150度之间，并且由电流在电压过零点之后的续流角决定；二、按照等效正弦规律控制每一组的触发角，使其有效值逼近该组的正弦值，触发角越大，有效值越小；在初始续流角为56度时，16分频电压正半周期内的各组触发角依次为：110度、100度、90度、60度、60度、90度、90度、100度、110度，负半周期内的各组触发角依次为：110度、100度、90度、60度、60度、90度、90度、100度；其中最小触发角也要大于初始续流角；另两相同样处理；运行13分频触发子程序，其运行时间是0.26秒05，13分频触发子程序的频率3.8Hz对应的一个周期包含工频半周期的数目为26，编成26组；一、触发其中一相的第1、3、5、7、9、11、13组，构成13分频电压的正半周；触发第14，16、18、20、22、24、26组，构成13分频电压的负半周，分别控制每一组的触发角在30度至150度之间，并且由电流在电压过零点之后的续流角决定；二、按照等效正弦规律控制每一组的触发角，使其有效值逼近该组的正弦值，触发角越大，有效值越小；13分频电压正半周期内的各组触发角依次为：100度、80度、80度、80度、80度、80度、100度，负半周和正半周的触发角度相同；另两相同样处理；运行10分频触发子程序，其运行时间是0.20秒06，10分频触发子程序的频率5Hz对应的一个周期包含工频半周期的数目为20，编成20组；一、触发其中一相的第1、3、5、7、9、11组，构成10分频电压的正半周；触发第12、14、16、18、20组，构成10分频电压的负半周，分别控制每一组的触发角在30度至150度之间，并且由电流在电压过零点之后的续流角决定；二、按照等效正弦规律控制每一组的触发角，使其有效值逼近该组的正弦值，触发角越大，有效值越小；10分频电压正半周期内的各组触发角依次为：100度、80度、80度、80度、80度、100度，负半周和正半周的触发角度相同；另两相同样处理；运行7分频触发子程序，其运行时间是0.28秒07，7分频触发子程序的频率7.1Hz对应的一个周期包含工频半周期的数目为14，编成14组；一、触发其中一相的第1、3、5、7组，构成7分频电压的正半周；触发第8、10、12、14组，构成7分频电压的负半周，分别控制每一组的触发角在30度至150度之间，并且由电流在电压过零点之后的续流角决定；二、按照等效正弦规律控制每一组的触发角，使其有效值逼近该组的正弦值，触发角越大，有效值越小；7分频电压正半周期内的各组触发角依次为：100度、75度、75、100度，负半周和正半周的触发角度相同；另两相同样处理；运行4分频触发子程序，其运行时间是0.4秒08，4分频触发子程序的频率12.5Hz对应的一个周期包含工频半周期的数目为8，编成8组；一、触发其中一相的第1、3、5组，构成7分频电压的正半周；触发第6、8组，构成7分频电压的负半周，分别控制每一组的触发角在30度至150度之间，并且由电流在电压过零点之后的续流角决定；二、按照等效正弦规律控制每一组的触发角，使其有效值逼近该组的正弦值，触发角越大，有效值越小；4分频电压正半周期内的各组触发角依次为：65度、63度、110度，负半周触发角依次为63度、65度；另两相同样处理；软启动子程序09。本发明能使三相交流感应电动机在带重载、满载时正常起动，起动过程中具有小的冲击电流和大的起动转矩，并具有结构简单、易维护、成本低的优点。

附图说明：

图1是本发明的整体电路结构示意图，图2是微处理器7中程序的流程图。

具体实施方式：

结合图1、图2说明本实施方式，本实施方式由电动机11、三相电流互感器1、三相反并联晶闸管2、第一运算放大器3、脉冲变压触发器4、第二运算放大器5、第三运算放大器6、微处理器7、液晶显示器8、单片机9、键盘10组成；三相交流电经三相电流互感器1分别连接三相反并联晶闸管2的三个输入端并分别与第一运算放大器3的三个电压检测输入端相连接，三相反并联晶闸管2的三个输出端分别连接电动机11的三个输入端并分别与第二运算放大器5的三个电压检测输入端相连接，三相电流互感器1的第四个信号输出端连接第三运算放大器6的信号输入端，第三运算放大器6的信号输出端连接微处理器7的电流信号检测输入端，第一运算放大器3的信号输出端连接微处理器7的一个电压信号检测输入端，第二运算放大器5的信号输出端连接微处理器7的另一个电压信号检测输入端，微处理器7的控制信号输出端连接脉冲变压触发器4的信号输入端，脉冲变压触发器4的信号输出端连接三相反并联晶闸管2的控制信号输入端，微处理器7的数据输入输出端连接单片机9的数据输出输入端，单片机9的显示信号输出端连接液晶显示器8的信号输入端，键盘10的输出端连接单片机9的信号输入端；其微处理器7的内部程序运行步骤是：程序初始化01，检测初始续流角02，设置各离散变频频率的触发角使最小触发角大于初始续流角03；运行16分频触发子程序，其运行时间是0.32秒04，16分频触发子程序的频率3.125Hz对应的一个周期包含工频半周期的数目为32，编成32组；一、触发其中一相的第1、3、5、7、9、11、13、15、17组，构成16分频电压的正半周；触发第18、20、22、24、26、28、30、32组，构成16分频电压的负半周，分别控制每一组的触发角在30度至150度之间，并且由电流在电压过零点之后的续流角决定；二、按照等效正弦规律控制每一组的触发角，使其有效值逼近该组的正弦值，触发角越大，有效值越小；在初始续流角为56度时，16分频电压正半周期内的各组触发角依次为：110度、100度、90度、60度、60度、90度、90度、100度、110度，负半周期内的各组触发角依次为：110度、100度、90度、60度、60度、90度、90度、100度；其中最小触发角也要大于初始续流角；另两相同样处理；运行13分频触发子程序，其运行时间是0.26秒05，13分频触发子程序的频率3.8Hz对应的一个周期包含工频半周期的数目为26，编成26组；一、触发其中一相的第1、3、5、7、9、11、13组，构成13分频电压的正半周；触发第14，16、18、20、22、24、26组，构成13分频电压的负半周，分别控制每一组的触发角在30度至150度之间，并且由电流在电压过零点之后的续流角决定；二、按照等效正弦规律控制每一组的触发角，使其有效值逼近该组的正弦值，触发角越大，有效值越小；13分频电压正半周期内的各组触发角依次为：100度、80度、80度、80度、80度、80度、100度，负半周和正半周的触发角度相同；另两相同样处理；运行10分频触发子程序，其运行时间是0.20秒06，10分频触发子程序的频率5Hz对应的一个周期包含工频半周期的数目为20，编成20组；一、触发其中一相的第1、3、5、7、9、11组，构成10分频电压的正半周；触发第12、14、16、18、20组，构成10分频电压的负半周，分别控制每一组的触发角在30度至150度之间，并且由电流在电压过零点之后的续流角决定；二、按照等效正弦规律控制每一组的触发角，使其有效值逼近该组的正弦值，触发角越大，有效值越小；10分频电压正半周期内的各组触发角依次为：100度、80度、80度、80度、80度、100度，负半周和正半周的触发角度相同；另两相同样处理；运行7分频触发子程序，其运行时间是0.28秒07，7分频触发子程序的频率7.1Hz对应的一个周期包含工频半周期的数目为14，编成14组；一、触发其中一相的第1、3、5、7组，构成7分频电压的正半周；触发第8、10、12、14组，构成7分频电压的负半周，分别控制每一组的触发角在30度至150度之间，并且由电流在电压过零点之后的续流角决定；二、按照等效正弦规律控制每一组的触发角，使其有效值逼近该组的正弦值，触发角越大，有效值越小；7分频电压正半周期内的各组触发角依次为：100度、75度、75、100度，负半周和正半周的触发角度相同；另两相同样处理；运行4分频触发子程序，其运行时间是0.4秒08，4分频触发子程序的频率12.5Hz对应的一个周期包含工频半周期的数目为8，编成8组；一、触发其中一相的第1、3、5组，构成7分频电压的正半周；触发第6、8组，构成7分频电压的负半周，分别控制每一组的触发角在30度至150度之间，并且由电流在电压过零点之后的续流角决定；二、按照等效正弦规律控制每一组的触发角，使其有效值逼近该组的正弦值，触发角越大，有效值越小；4分频电压正半周期内的各组触发角依次为：65度、63度、110度，负半周触发角依次为63度、65度；另两相同样处理；软启动子程序09。