專利名稱：三相異步電機軟起動器及其控制方法
技術領域：
本發明涉及ー種軟啟動器，特別是指ー種三相異步電機軟起動器及其控制方法。
背景技術：
目前國內國外市場上的電機軟起動器普遍采用ー種拓撲結構，即主電路部分每一相均采用ー組反向井聯晶閘管再井上ー個接觸器，控制電路部分被控的參數通常只有電流量ー個參數，在軟起動過程中，一般采用恒流軟起動，因為這種恒流控制可使一臺軟起動器同時成為其它電機的備用起動器，能在很大程度上增強可靠性并降低成本。但僅僅是恒流軟起動還是不夠的，因為電機負載本身又是感性負載，對外界電磁干擾抵抗能力又有所局限，所以會使其起動過程中功率因數很低
發明內容
本發明提出ー種三相異步電機軟起動器及其控制方法，本發明將電流量和功率因數量作為控制參數，在電流穩定控制在額定值2 3倍的同時，還能保證較大的功率因數。本發明一方面提出ー種三相異步電機軟起動器，包括電壓傳感器、電流傳感器、軟啟動器、控制器和驅動電路，其中所述控制器內設置有一控制單元。所述電壓傳感器用于測量電機的相電壓，所述電流傳感器用于測量電機的相電流。所述軟啟動器連接于所述電機的各相繞組，包括ー組反向并聯的晶閘管、以及與晶閘管并聯的接觸器。所述控制器與所述電壓傳感器電連接，用于接收所述電機的各相電壓；所述控制器與所述電流傳感器電連接，用于接收所述電機的各相電流，并且所述控制器通過所述相電壓及所述相電流計算各相的功率因數；所述控制器通過所述驅動電路與所述軟啟動器中的晶閘管電連接，向所述晶閘管發送觸發信號；以及所述控制器通過所述功率因數及所述相電流確定所述觸發信號的頻率。進ー步地，所述控制器中設置有三個比較器，其中，所述控制単元與所述電壓傳感器和所述電流傳感器電連接，用于接收所述電機的相電壓和相電流；所述三個比較器的正相輸入端與所述電流傳感器電連接，用于接收所述電機的各相電流，反相輸入端均輸入有三角波信號，所述三個比較器的輸出端均與所述控制単元電連接。進ー步地，本發明還包括顯示裝置，其中所述顯示裝置與所述控制器相連接，用于顯示所述相電壓、相電流及各相的功率因數。進ー步地，所述控制器內設置有相序錯誤檢測單元、過欠壓檢測單元或過流檢測單元。進ー步地，本發明還包括報警裝置，其中所述報警裝置與所述控制器相連接，用于所述相序錯誤檢測單元檢測出相序異常、或者所述過欠壓檢測単元檢測出所述電壓異常、或者所述過流檢測單元檢測出電流異常時進行報警。進ー步地，本發明還包括電感，其中所述電感與所述接觸器串聯，并且所述電感的繞制方向和與其相連接的相繞組的繞制方向相反，以及所述電感大小等于其相連接的相繞組的等效電感，用于抵消該相電感。本發明的另ー個方面，提出ー種三相異步電機軟起動器的控制方法，包括信號采集步驟控制單元通過所述電壓傳感器和電流傳感器實時采集電機的相電壓和相電流。電流變化量計算步驟控制單元計算該時刻采樣電流與前一時刻采樣電流的變化值，及電流變化率。第一觸發信號獲取步驟控制單元根據相電流的變化值及變化率，查詢相電流ニ維模糊數據庫，得到用于觸發晶閘管的第一觸發脈沖變量。功率因數計算步驟控制單元通過所采集的相電壓和相電流計算電機各相的功率因數，并計算該時刻的功率因數與前ー時刻功率因數的變化值，及功率因數變化率。第二觸發信號獲取步驟，控制単元根據功率因數的變化值及變化率，查詢功率因數ニ維模糊數據庫，得到用于觸發晶閘管的第二觸發脈沖變量。觸發信號輸出步驟控制單元將所述第一觸發脈沖變量和第二觸發脈沖變量矢量相加后，發送給該相晶閘管的驅動電路。電流及功率因數調節步驟晶閘管根據觸發信號調整觸發角，使電機的啟動電流為額定電流的2 3倍，功率因數為設定值。本發明的又ー個方面，提出ー種三相異步電機軟起動器的控制方法，包括信號采集步驟控制單元通過所述電壓傳感器和電流傳感器實時采集電機的相電壓和相電流。功 率因數計算步驟控制單元通過所采集的相電壓和相電流計算電機各相的功率因數，并計算該時刻的功率因數與前一時刻功率因數的變化值，及功率因數變化率。第一觸發信號獲取步驟，控制單元根據功率因數的變化值及變化率，查詢功率因數ニ維模糊數據庫，得到用于觸發晶閘管的第一觸發脈沖變量。第二觸發信號獲取步驟電流傳感器采集的相電流輸入給比較器的正向輸入端，比較器將其與反相輸入端輸入的三角波信號比較后，輸出第二觸發脈沖變量給控制單元。觸發信號疊加步驟控制單元將第一觸發脈沖變量和第二觸發脈沖變量相加后發送給該相晶閘管的驅動電路。電流及功率因數調節步驟晶閘管根據觸發信號調整觸發角，使電機的啟動電流為額定電流的2 3倍，功率因數為設定值。本發明將電流和功率因數同時作為控制量，控制過程中除了電流量能夠一直穩定在額定值的2 3倍以外，系統功率因數也能穩定在較高水平，為輕載節能提供了依據，而且起動速度快，避免了起動轉矩發生頻繁震蕩而減少電機使用壽命。


為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本發明三相異步電機軟起動器的結構框圖；圖2為本發明三相異步電機軟起動器實施例ー控制器的結構框圖；圖3為本發明三相異步電機軟起動器實施例ニ控制器的結構框4為本發明三相異步電機軟起動器實施例一的結構示意圖；圖5為本發明三相異步電機軟起動器實施例ニ的結構示意圖；圖6為本發明二相異步電機軟起動器實施例ニ的控制方法流程圖I ;圖7為本發明功率因數控制原理圖；圖8為本發明三相異步電機軟起動器實施例三的控制方法流程圖2 ；
圖9為本發明三相異步電機軟起動器實施例四的控制方法流程圖。
具體實施例方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。軟啟動器實施例實施例一參見圖1，本發明提出ー種三相異步電機軟起動器，包括三個電壓傳感器、三個電流傳感器、三個軟啟動器、三個驅動電路和一個控制器。其中電壓傳感器與電機各相繞組并聯，用于測量電機的相電壓；電流傳感器與電機各相繞組串聯，用于測量電機的相電流；三個電壓/電流傳感器檢測三相電壓/電流，并實時把它們成比例的轉化成弱電信號發送給控制器。軟啟動器包括ー組反向并聯的晶閘管、以及與晶閘管并聯的接觸器，電機的每相繞組均串聯ー個軟啟動器。控制器內設置有一控制單元，如圖2所示，控制單元與電壓傳感器電連接，用于接收電機的各相電壓，控制單元與電流傳感器電連接，用于接收電機的各相電流，并且控制単元通過相電壓及相電流計算各相的功率因數。控制單元通過驅動電路與軟啟動器中的晶閘管電連接，向晶閘管發送觸發信號，并且控制単元通過功率因數及相電流確定觸發信號的頻率。控制器可以選用FP系列控制器，也可以選用其他類型的控制器，本發明對其不做限定。需要說明的是本實施例通過控制器實時計算的功率因數確定晶閘管的第一觸發脈沖信號，通過實時采集的相電流確定晶閘管的第二觸發信號，將第一觸發信號和第二觸發信號疊加，并將疊加后的觸發信號發送給晶閘管驅動電路。本發明通過電流和功率因數兩個反饋量，來實時改變晶閘管觸發信號的觸發頻率，進而控制相電流為電機額定電流的2 3倍，同時還使功率因數穩定在較大值。優選地，本實施例還包括顯示裝置，其中顯示裝置與控制裝置相連接，用于實時顯示電機的相電壓、相電流及各相的功率因數，如圖4所示。優選地，控制器內設置有相序錯誤檢測單元、過欠壓檢測單元或過流檢測單元。進一步優選地，本實施例還包括報警裝置，其中報警裝置與控制器相連接，當相序錯誤檢測単元檢測出相序異常、或者過欠壓檢測單元檢測出電壓異常、或者過流檢測單元檢測出電流異常時，報警裝置進行報警。優選地，在電機各相繞組的軟啟動器中，都設置一與接觸器串聯的電感，并且電感的繞制方向和與其相連接的該相繞組的繞制方向相反，電感大小等干與其相連接的相繞組的等效電感。如圖4所示，KM1、KM2、KM3為接觸器，當軟起動以及軟停車結束時，接觸器觸 點閉合，額定電壓加至電機繞組上。由于電機本身呈感性，為使軟起動后系統的功率因數得以提高，可在主通路上分別反向串入等值的附加電感，如圖L1、L2和L3，其大小等干與其相連接的電機的相繞組的等效電感值，目的是抵消電機等效電感，提高功率因數。本實施例中的驅動電路能將控制器輸出的弱電觸發信號與晶閘管的驅動信號隔離，提高控制器的可靠性。驅動電路可以由多種方式實現，例如驅動變壓器電路，用來把控制器輸出的晶閘管觸發脈沖放大，并將輸入及輸出信號隔離，以增強可靠性，還可以用光耦隔尚電路等。本實施例將電流量和功率因數量同時作為控制量，所以在起動過程中除了電流量能夠一直穩定在電機額定值的2 3倍以外，系統功率因數也能穩定在較高水平，為輕載節能提供了依據，而且起動速度快，避免了起動轉矩發生頻繁震蕩而減少電機使用壽命。實施例ニ 本實施例提出ー種三相異步電機軟起動器，包括三個電壓傳感器、三個電流傳感器、三個軟啟動器、三個驅動電路和一個控制器。其中電壓傳感器與電機各相繞組并聯，用 于測量電機的相電壓。電流傳感器與電機各相繞組串聯，用于測量電機的相電流；三個電壓/電流傳感器檢測三相電壓/電流，并實時把它們成比例的轉化成弱電信號發送給控制器。軟啟動器包括ー組反向并聯的晶閘管、以及與晶閘管并聯的接觸器，電機的每相繞組均串聯ー個軟啟動器。控制器與電壓傳感器電連接，用于接收電機的各相電壓。控制器與電流傳感器電連接，用于接收電機的各相電流，并且控制器通過相電壓及相電流計算各相的功率因數。控制器通過驅動電路與軟啟動器中的晶閘管電連接，向晶閘管發送觸發信號。如圖3、圖5所示，本實施例的控制器中又設置有一個控制単元和三個比較器，其中，控制單元與電壓傳感器和電流傳感器電連接，用于接收電機的相電壓和相電流。三個比較器的正相輸入端與電流傳感器電連接，用于接收電機的各相電流，反相輸入端均輸入有三角波信號，三個比較器的輸出端均與控制單元電連接。需要說明的是本實施例通過控制單元實時計算的功率因數確定晶閘管的第一觸發脈沖信號。比較器將實時采集的電流與三角波輸入信號相比較，比較結果為晶閘管的第ニ觸發脈沖信號，并將其發送給控制單元。控制單元將第一觸發脈沖信號和第二觸發信號疊加，并將疊加后的觸發信號發送給晶閘管驅動電路。本發明通過電流和功率因數兩個反饋量，來實時改變晶閘管觸發信號的觸發頻率，進而控制相電流為電機額定電流的2 3倍，同時還使功率因數穩定在較大值。優選地，本實施例還包括顯示裝置，其中顯示裝置與控制單元相連接，用于顯示電機的相電壓、相電流及各相的功率因數。優選地，控制器內設置有相序錯誤檢測單元、過欠壓檢測單元或過流檢測單元。進一步優選地，本實施例還包括報警裝置，其中報警裝置與控制器相連接，當相序錯誤檢測単元檢測出相序異常、或者過欠壓檢測單元檢測出電壓異常、或者過流檢測單元檢測出電流異常時，報警裝置進行報警。需要說明的是相序錯誤檢測單元檢驗三相電壓所有過零點時刻，然后依照實際三相交流電機所能允許的電壓時序設計閾值，如果缺相斷相或者某相超前或之后過大時，為了不給電機帶來損害，會重啟動電機。優選地，在電機各相繞組的軟啟動器中，都設置ー電感與接觸器串聯。并且電感的繞制方向和與其相連接的相繞組的繞制方向相反，電感大小等于負載電機的等效電感。如圖4所示，KM1、KM2、KM3為接觸器，當軟起動以及軟停車結束時，接觸器觸點閉合，額定電壓加至電機繞組上。由于電機本身呈感性，為使軟起動后系統的功率因數得以提高，可在主通路上分別反向串入等值的附加電感，如圖LI、L2和L3，其大小等干與其相連接的相繞組的等效電感值，目的是抵消電機等效電感，提聞功率因數。
本實施例中的驅動電路能將控制器輸出的弱電觸發信號與晶閘管的驅動信號隔離，提高控制器的可靠性。驅動電路可以由多種方式實現，例如驅動變壓器電路，用來把控制器輸出的晶閘管觸發脈沖放大，并將輸入及輸出信號隔離，以增強可靠性，還可以用光耦隔尚電路等本實施例將電流量和功率因數量同時作為控制量，所以在起動過程中除了電流量能夠一直穩定在電機額定值的2 3倍以外，系統功率因數也能穩定在較高水平，為輕載節能提供了依據，而且起動速度快，避免了起動轉矩發生頻繁震蕩而減少電機使用壽命。控制方法實施例實施例三基于實施例一中提出的三相異步電機軟起動器，本實施例提出了該軟啟動器的控制方法，如圖6所示，具體包括如下步驟
信號采集步驟控制單元通過電壓傳感器和電流傳感器實時采集電機的相電壓和相電流；電流變化量計算步驟控制單元計算該時刻采樣電流與前一時刻采樣電流的變化值，及電流變化率(電路變化值的導數)；第一觸發信號獲取步驟控制單元根據相電流的變化值及變化率，查詢相電流ニ維模糊數據庫，得到用于觸發晶閘管的第一觸發脈沖變量；功率因數計算步驟控制單元通過所采集的相電壓和相電流計算電機各相的功率因數，并計算該時刻的功率因數與前一時刻功率因數的變化值，及功率因數變化率(功率因數變化值的導數)；第二觸發信號獲取步驟，控制器根據功率因數的變化值及變化率，查詢功率因數ニ維模糊數據庫，得到用于觸發晶閘管的第二觸發脈沖變量；觸發信號輸出步驟控制單元將第一觸發脈沖變量和第二觸發脈沖變量矢量相加后，發送給該相晶閘管的驅動電路；電流及功率因數調節步驟晶閘管根據觸發信號調整觸發角，使電機的啟動電流為額定電流的2 3倍，功率因數穩定在設定值。由于起動初期功率因數較高，其后越來越低，所以本發明中所說的設定值是保持在起動時的功率因數值。下面結合圖7、圖8對本實施例原理及具體實現方法進ー步說明圖7為功率因數控制原理圖，U、V、W為直接作用在電機繞組上的三相電網電壓，Ia、Ib、Ic為起動過程中經過晶閘管的三相電流，の為可測功率因數角，a為晶閘管的觸發延遲角，P為晶閘管斷續時間。由于電機是ー個典型的感性負載，對電流有明顯的續流現象，所以某ー時刻(不妨設to)電壓與電流信號過零點處存在一個相位差の0，即功率因數角。從圖中不難看出，在OO—定時，改變a便可以改變0，進而改變電機繞組電壓。但由于電機功率因數角の在起動過程中隨著轉速的升高而減小，使の0在tl時刻減小Aの變為の1，所以將功率因數角變化量△の作為起動器晶閘管觸發角的修正量，避免在起動及停車過程中，因電機斷ロ輸入電壓的變化而引起電磁轉矩和電流的振蕩，井能在保證起動轉矩的同時加快電機起動速度。圖8為系統軟件流程圖。系統初始化后開放外部中斷，包括斷相保護中斷、相序檢測中斷、過/欠壓保護中斷和過流保護中斷，并使能控制器內部的A/D轉換器和軟件濾波模塊，隨時準備將各相電壓、電流互感器的采樣值作A/D轉換，并進行軟件濾波，一旦發現斷相、相序錯誤或者過流及過/欠壓，立即警報并停機。按下起動按扭5秒后，開放定時器中斷to。記錄各相電壓的每ー個過零點，將各相電壓相鄰過零點分別作為正/負向同步信號的起止點。同步信號的獲得是為觸發脈沖的產生提供一個時間基準，利用各相電壓與電流值過零點的相位差求出各相功率因數角。最后利用液晶顯示程序模塊將三相電壓、電流及功率因數值顯示在液晶屏幕上。
由于起動時始終控制電流于ー個較低水平(為負載電機額定工作電流的2 3倍)，所以本發明控制的核心思想是“穩流”。對于電機這一高階、非線性的被控對象而言，選用模糊控制替代傳統的PID控制是合適的。但僅以電流為控制量還不夠，因為起動時功率因數角の會隨轉速的提高而呈指數増加，在某些特殊的工作環境(如煤礦井下等)還會遭遇不同程度的電磁干擾，使電流波形發生嚴重的畸變，所以為使起動過程中保持較高的功率因數，有必要讓功率因數角の作為另ー個控制量，控制方法仍需采用模糊控制。模糊控制表分別是以電流與功率因數角の為基本變量來編寫。待“模糊控制表查詢及反模糊化操作”中斷結束后，將兩結果求和，并進行D/A轉換，然后返回主程序。鍵盤掃描中斷為用戶現場或者遠程操控而專門設計，并負責系統的起、停控制。由于電機負載起動過程中，功率因數角逐漸增加，也就是說電網電壓與電流的相位差是越來越大的。如果此時以不變的頻率去觸發接觸器的話，不但功率因數越來越低，還會使起動過程電流沖擊較大。為了解決以上問題，并提高起動速度，本發明的第一個控制量選擇功率因數。具體的控制思想是建立ニ維模糊庫，參數a為功率因數與前一時刻的差值，參數b為功率因數的變化率。設置a和b的取值范圍，以及模糊庫的真值表，以查表的形式完成該部分控制，生成第一觸發脈沖變量。當然，軟啟動的根本是“軟”電流起動，本發明的第二個控制量選則電流，目標是將其穩定在額定值的2-3倍直到起動結束。傳統的控制電流方式是PID，盡管模糊控制在原理上要更適合電機負載，但考慮到控制器的響應速度等問題，現今很多電機負載場合仍選用PID0本發明之所以提倡選后者，是因為采用FPGA作為控制器，會從根本上解決理論與現實脫節問題。控制思想是通過電流傳感器，或者電流采樣模塊實時檢測電流值，并記錄與前一時刻的差值，設為C，及電流的變化率設為d，由c與d組成ニ維模糊庫，井根據具體電機的參數，設置模糊庫真值表，得到第二觸發脈沖變量。經過理論論證，啟動過程中，第一觸發脈沖變量與第二觸發脈沖變量的矢量乘積為正，不會出現彼此抵消的狀況，經過矢量相加后得到的觸發脈沖變量為最終控制接觸器通斷的脈沖控制信號。需要說明的是本實施例中的ニ維模糊數據庫為本領域人采用現有方法可建的數據庫，本發明在此不再贅述。根據實際操作過程中對功率因數或電流的要求，隨時修正和完善數據庫，使其調節電流及功率因數達到設定值。模糊控制表分為電流模糊控制表和功率因數模糊控制表，其中電流模糊控制表基于電流變化量及電流變化率來編寫，功率因數模糊控制表基于功率因數變化量和變化率來編寫。值得注意的是，電流模糊控制表和功率因數模糊控制表均為三個，分別對應電機的R、S和T三相。在軟啟動控制過程中，對三相分別進行控制。本實施例同時將電流和功率因數作為控制量，所以起動過程中除了電流量能夠ー直穩定在額定值的2 3倍以外，系統功率因數也能穩定在較高水平，為輕載節能提供了依據，而且起動速度快，避免了起動轉矩發生頻繁震蕩而減少電機使用壽命。實施例四
基于實施例ニ中提出的三相異步電機軟起動器，本實施例提出了該軟啟動器的控制方法，如圖9所示，具體包括如下步驟信號采集步驟控制單元通過電壓傳感器和電流傳感器實時采集電機的相電壓和相電流。功率因數計算步驟控制單元通過所采集的相電壓和相電流計算電機各相的功率因數，并計算該時刻的功率因數與前一時刻功率因數的變化值，及功率因數變化率。第一觸發信號獲取步驟，控制単元根據功率因數的變化值及變化率，查詢功率因數ニ維模糊數據庫，得到用于觸發晶閘管的第一觸發脈沖變量。第二觸發信號獲取步驟電流傳感器采集的相電流輸入給比較器的正向輸入端，比較器將其與反相輸入端輸入的三角波信號比較后，輸出第二觸發脈沖變量給控制單元。觸發信號疊加步驟控制單元將第一觸發脈沖變量和第二觸發脈沖變量相加后發送給該相晶閘管的驅動電路。電流及功率因數調節步驟晶閘管根據觸發信號調整觸發角，使電機的啟動電流為額定電流的2 3倍，功率因數為設定值。由于起動初期功率因數較高，其后越來越低，所以本實施例中所說的設定值是保持在起動時的功率因數值。需要說明的是本實施例通過控制器進行功率因數控制，控制器通過計算相鄰兩采樣時刻的功率因數變化量、及功率因數變化率來確定第一觸發脈沖變量，具體的實現方法與實施例三中相同。本實施例還通過比較器進行電流調節，電流傳感器采集的相電流輸入給比較器的正向輸入端，反向輸入端輸入有三角波信號，輸入的電流信號與三角波信號比較后，輸出第二觸發脈沖信號，控制單元將第一脈沖觸發信號和第二脈沖觸發信號疊加后，發送給晶閘管的驅動電路，調整晶閘管的觸發角，使電流和功率因數穩定在設定值。值得注意的是，在軟啟動過程中，本方法對電機的R、S和T三相分別進行控制。本實施例同時將電流和功率因數作為控制量，所以起動過程中除了電流量能夠ー直穩定在額定值的2 3倍以外，系統功率因數也能穩定在較高水平，為輕載節能提供了依據，而且起動速度快，避免了起動轉矩發生頻繁震蕩而減少電機使用壽命。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.ー種三相異步電機軟起動器，包括 電壓傳感器，用于測量電機的相電壓； 電流傳感器，用于測量電機的相電流； 軟啟動器，連接于所述電機的各相繞組，包括ー組反向并聯的晶閘管、以及與晶閘管并聯的接觸器； 其特征在干， 還包括控制器和驅動電路，其中所述控制器內設置有一控制單元； 所述控制単元與所述電壓傳感器電連接，用于接收所述電機的各相電壓； 所述控制単元與所述電流傳感器電連接，用于接收所述電機的各相電流；并且 所述控制単元通過所述相電壓及所述相電流計算各相的功率因數； 所述控制単元通過所述驅動電路與所述軟啟動器中的晶閘管電連接，向所述晶閘管發送觸發信號，以及 所述控制単元通過所述功率因數及所述相電流確定所述觸發信號的頻率。
2.根據權利要求I所述的三相異步電機軟起動器，其特征在干， 所述控制器中還設置有三個比較器，其中， 所述控制単元與所述電壓傳感器和所述電流傳感器電連接，用于接收所述電機的相電壓和相電流； 所述三個比較器的正相輸入端分別與所述電流傳感器電連接，用于接收所述電機的各相電流，反相輸入端均輸入有三角波信號，所述三個比較器的輸出端均與所述控制單元電連接。
3.根據權利要求I或權利要求2所述的三相異步電機軟起動器， 其特征在干， 還包括顯示裝置，其中 所述顯示裝置與所述控制器相連接，用于顯示所述相電壓、相電流及各相的功率因數。
4.根據權利要求I或權利要求2所述的三相異步電機軟起動器，其特征在干， 所述控制器內設置有相序錯誤檢測單元、過欠壓檢測單元或過流檢測單元。
5.根據權利要求4所述的三相異步電機軟起動器，其特征在干， 還包括報警裝置，其中 所述報警裝置與所述控制器相連接，用于所述相序錯誤檢測單元檢測出相序異常、或者所述過欠壓檢測単元檢測出所述電壓異常、或者所述過流檢測單元檢測出電流異常時進行報警。
6.根據權利要求I或權利要求2所述的三相異步電機軟起動器，其特征在干， 還包括電感，其中 所述電感與所述接觸器串聯，并且 所述電感的繞制方向和與其相連接的相繞組的繞制方向相反，以及 所述電感大小等干與其相連接的相繞組的等效電感，用于抵消該相電感。
7.—種權利要求I中所述的三相異步電機軟起動器的控制方法， 其特征在于，包括， 信號采集步驟控制單元通過所述電壓傳感器和電流傳感器實時采集電機的相電壓和相電流； 電流變化量計算步驟控制單元計算該時刻采樣電流與前ー時刻采樣電流的變化值，及電流變化率； 第一觸發信號獲取步驟控制單元根據相電流的變化值及變化率，查詢相電流ニ維模糊數據庫，得到用于觸發晶閘管的第一觸發脈沖變量； 功率因數計算步驟控制單元通過所采集的相電壓和相電流計算電機各相的功率因數，并計算該時刻的功率因數與前一時刻功率因數的變化值，及功率因數變化率； 第二觸發信號獲取步驟，控制單元根據功率因數的變化值及變化率，查詢功率因數ニ維模糊數據庫，得到用于觸發晶閘管的第二觸發脈沖變量； 觸發信號輸出步驟控制單元將所述第一觸發脈沖變量和第二觸發脈沖變量矢量相加后，發送給該相晶閘管的驅動電路； 電流及功率因數調節步驟晶閘管根據觸發信號調整觸發角，使電機的啟動電流為額定電流的2 3倍，功率因數為設定值。
8.—種權利要求2中所述的三相異步電機軟起動器的控制方法， 其特征在于，包括， 信號采集步驟控制單元通過所述電壓傳感器和電流傳感器實時采集電機的相電壓和相電流； 功率因數計算步驟控制單元通過所采集的相電壓和相電流計算電機各相的功率因數，并計算該時刻的功率因數與前一時刻功率因數的變化值，及功率因數變化率； 第一觸發信號獲取步驟，控制単元根據功率因數的變化值及變化率，查詢功率因數ニ維模糊數據庫，得到用于觸發晶閘管的第一觸發脈沖變量； 第二觸發信號獲取步驟電流傳感器采集的相電流輸入給比較器的正向輸入端，比較器將其與反相輸入端輸入的三角波信號比較后，輸出第二觸發脈沖變量給控制單元； 觸發信號疊加步驟控制單元將第一觸發脈沖變量和第二觸發脈沖變量相加后發送給該相晶閘管的驅動電路； 電流及功率因數調節步驟晶閘管根據觸發信號調整觸發角，使電機的啟動電流為額定電流的2 3倍，功率因數穩定為設定值。
全文摘要
本發明提出了一種三相異步電機軟起動器及其控制方法。該啟動器包括電壓傳感器、電流傳感器、軟啟動器、控制器和驅動電路，控制器內設置有控制單元。電壓傳感器和電流傳感器分別用于測量電機相電壓和相電流。軟啟動器連接于電機各相繞組。控制單元與電壓傳感器電連接，用于接收電機的各相電壓；控制單元與電流傳感器電連接，用于接收電機的各相電流，并且控制單元通過相電壓及相電流計算各相的功率因數；控制單元通過驅動電路與軟啟動器中的晶閘管電連接，向晶閘管發送觸發信號；控制單元通過功率因數及相電流確定觸發信號的頻率。本發明將電流和功率因數同時作為控制量，控制過程中使電流量穩定在額定值的2～3倍，功率因數也能穩定在較高水平。
文檔編號H02J3/18GK102655385SQ201210002060
公開日2012年9月5日 申請日期2012年1月5日 優先權日2012年1月5日
發明者孫延飛, 李智超, 郭繼毅 申請人:三一重型裝備有限公司