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智能开关技术在电动机启动中的应用
发布日期：2010-06-12

在交流异步电动机的启动控制中，常用的启动方式有全压直接启动和降压启动两种。作为传统的启动方式，应用很广泛，但在某些有特殊要求的场合，这些传统的启动方式也有着各种弊端。近年来，电力电子技术和电力电子器件都有了很大发展，从根本上解决了电动机控制中存在的一些难题，特别是智能开关技术在解决大、中容量的电动机启动问题中有着卓越的功能，是替代传统启动方式的一项新技术。传统的启动方式弊端主要在于：启动时高达5～7倍的额定电流容易造成电动机绕组因过热引起高温，从而加速绝缘老化；启动时供电网络电压降过大，影响其他设备的正常运行；频繁启动时能量损失过大，浪费电能；启动时对被带动的设备造成极大的冲击力，缩短设备使用寿命。因此，对电动机直接启动存在着一定的限制条件：机械设备是否允许电动机直接启动；直接启动时，不允许电动机的容量大于10％～15％主变压器的容量；启动过程中电压降ΔU不大于15％的额定电压。　　以往解决这些弊端的方法是采用一些传统的启动方式及设备，例如：频敏变阻器启动(只适用于绕线式电动机)、自耦变压器降压启动、Y/Δ转换方式启动、延边三角形启动方式等。这些传统的启动方式普遍存在着起动设备复杂，部分启动方式存在启动电流大或启动转矩偏小的弊端，而且在电动机的运行保护方面，存在功能不完善或不灵敏的情况。　　软启动技术作为一种先进的电动机控制技术，在这些方面与传统的控制方式相比，具有以下优点：　　(1)适用不同斜率电压增量起动时，电动机得到预设定的初始转矩，该转矩可由用户在转子堵转转矩的0％～90％范围内自行设定。在斜坡加速期间，输出给电动机的电压是无级递增的，软启动器的控制器检测到电动机已达到额定转速时，输出电压自动切换为全电压。　　(2)智能开关的保护系统不仅能提供过载保护，而且可提供各种操作故障状态下的保护，诸如输入、输出缺相、电动机堵转、可控硅短路及失压、过压、短路等保护［1］，其中，内置的过载保护功能可省去热继电器，使配电柜内布线更加简单。　　(3)电动机的软启动能有效降低启动机械应力，减少对传动元件的机械冲击，在液流系统中能有效消除喘振或液击问题，提高设备利用率，提高生产率。　　2智能开关的基本工作原理　　在电动机的启动过程中，先由无触点开关———反并联的可控硅的导通来接通电源［2］，然后再由有触点开关K闭合，从而实现开关的无火花闭合。而在电动机的正常运行后，可控硅退出，由接触器控制电动机的运行。当要停止电动机运行时，先使可控硅导通，然后接触器断开，再关断可控硅，从而实现开关的无火花断开。由于这种开关的可控硅只在电动机的起停过程中起作用，因此它不需要考虑散热和通风等措施，没有散热器，具有体积孝重量轻的特点［3］。而且交流电源的接通与关断均是由可控硅的导通与关断来控制，不会产生危害性操作过电压，也不会产生电弧或电火花。

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