本发明专利技术涉及一种采用分级交－交变频方法的高转矩软起动器，其不仅可以减小起动电流，提高起动转矩，还可以实现真正的软停车及使电机短时工作在低速运行和反转制动状态。本发明专利技术在起动过程中既改变电压也改变频率，采用分级交－交变频方法，频率分多级提升，实现平滑升速软起动，采用半波交－交变频方法，频率离散地分８级提升，由ｆ／１６→ｆ／１３→ｆ／１０→ｆ／７→ｆ／４→ｆ／３→ｆ／２→ｆ（５０ＨＺ）→并网运行，采用正相序平衡的分频等级以及正转矩最大的相位组合，实现软起动器的平稳升速，采用集成电路进行相序识别，即识别输入电压是正相序还是负相序，实现对晶闸管的正确触发，采用三相触发脉冲列相位控制电路，产生三相六拍调制脉冲信号。
【技术实现步骤摘要】
一种采用分级交-交变频方法的高转矩软起动器一、
：本专利技术涉及一种采用分级交-交变频方法的高转矩软起动器，其采用分级交-交变频方法，能使电机以高起动转矩和小的起动电流平滑地起动。二、
技术介绍
：交流异步电动机以其构造简单、极高的运行可靠性、极强的环境适应能力和优异的拖动性能而在国民经济的各个领域获得了广泛的应用，但其致命缺点是起动冲击大，会对电网及设备造成不利影响。为了解决起动问题，人们长期以来采用了多种方法：有星/三角转换起动，自耦变压器降压起动，饱和电抗器和开关变压器降压起动，以及水电阻降压起动等方法。到上世纪七十年代，开始采用晶闸管移相触发降压软起动，即目前市售的电子式软起动器，图1为软起动器的控制框图。到目前为止，所有的软起动设备都是采用降低起动电压的方法来起动交流异步电动机的，由于电动机的电磁转矩与其绕组所加电压的平方成正比，当定子电压降低时，其电磁转矩会降低很多，所以只适合起动空载或轻载起动的电机，一般起动转矩应小于额定转矩的50％左右。对于需重载起动的电机，如球磨机、粉碎机、矿井起重机等，则并不适用。另外由于普通软起动器降压而不降频，在起动过程中由于大的转差率的存在，不可避免地会出现大的起动电流，因而大大地限制了软起动器的使用范围。上世纪八十年代发展起来的变频调速技术，除可控制电机调速运行外，也-->完美地解决了异步电机的软起动问题。但由于其价格昂贵，对于不需要调速，仅仅为了解决起动问题的设备，使用变频器实现软起动，是非常不经济的，也是一般的工业企业所无法承受的。三、
技术实现思路
：本专利技术为了解决上述
技术介绍
中的不足之处，提供一种采用分级交-交变频方法的高转矩软起动器，其不仅可以减小起动电流，提高起动转矩，还可以实现真正的软停车及使电机短时工作在低速运行和反转制动状态。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种采用分级交-交变频方法的高转矩软起动器，其特殊之处在于：在起动过程中既改变电压也改变频率，采用分级交-交变频方法，频率分多级提升，实现平滑升速软起动。包括采用半波交-交变频方法，频率离散地分8级提升，由f/16→f/13→f/10→f/7→f/4→f/3→f/2→f(50HZ)→并网运行。包括采用正相序平衡的分频等级以及正转矩最大的相位组合，实现软起动器的平稳升速。包括采用集成电路进行相序识别，即识别输入电压是正相序还是负相序，实现对晶闸管的正确触发。包括采用三相触发脉冲列相位控制电路，产生三相六拍调制脉冲信号。包括采用门电路选频控制电路以产生三相半波交-交变频调制方波信号，实现对晶闸管的变频控制。包括采用16位单片机80C196KC作为控制CPU，利用其三路PWM输出产生三相六拍调制方波，控制晶闸管的触发顺序，实现分级交-交变频及移相调压控制。与现有技术相比，本专利技术具有的优点和效果如下：-->1、本专利技术为了提高电子式软起动器的起动转矩，降低起动电流，采用了分级交一交变频的方法，利用原软起动器的硬件结构，通过巧妙地控制三相晶闸管的触发顺序，在改变电压的同时也改变交流电的频率，实现了高转矩的V/f控制软起动。频率分级提升：由f/16→f/13→f/10→f/7→f/4→f/3→f/2→f(50HZ)→并网运行。实现了真正的平滑升频软起动，并且提高了起动转矩，减小了起动电流，更适合于需重载起动的负载。2、本专利技术的软起动器保留了传统电子式软起动器的所有功能，具有限流起动，双钭坡电压起动，分级交一交变频高转矩起动三种方式，可由用户根据拖动负载的要求通过键盘进行设定。新型的智能化软起动器具有起动电流小，起动转矩大，起动平滑，运行稳定，控制功能强的特点。3、本专利技术采用分级交一交变频方法的软起动器，实现了真正的平滑升频软起动，减小了起动冲击和起动电流，提高了起动转矩，可使电机在满负载下平滑起动，由于保留了传统电子式软起动器的硬件结构，只是改变了晶闸管触发脉冲的产生顺序和控制方法，因而不会增加成本支出；而在起动性能上却可大大优于传统的降压软起动器，可实现近似于变频器的软起动性能。因而不能不说是对电子式软起动器的一次革命性的突破，从而可大大扩展电子式软起动器的使用范围和市场份额。4、本专利技术采用分级交一交变频方法的软起动器还可以方便地实现短时低速运行和低速反转制动功能，以便实现准确停车。尤其是对于泵类负载，可以完美地实现如同变频器一样的软停车控制功能，彻底消除水锤冲击。四、附图说明：图1为现有的软起动器的控制框图；-->图2为25HZ和10HZ时的一相电压波形图；图3为四分频和五分频时的一相电压波形图；图4为二分频(25HZ)三相电压波形图；图5为三分频(16.67HZ)三相电压波形图；图6为二分频电压矢量图；图7为三分频电压矢量图；图8为三相相序和缺相检测电路TC783A逻辑框图；图9为三相触发控制电路TC787DS逻辑框图；图10为触发信号组合原理框图；图11为CPU产生的三相调制方波图；图12为分级变频软起动时的电流、转矩和转速曲线图；图13为三种起动方式的电磁转矩比较图；图14为三种起动方式的定子电流比较图；图15为主控制程序流程框图；图16为子程序流程框图。五、具体实施方式：本专利技术为了提高电子式软起动器的起动转矩，降低起动电流，采用了分级交一交变频的方法，利用原软起动器的硬件结构，通过巧妙地控制三相晶闸管的触发顺序，在改变电压的同时也改变交流电的频率，实现了高转矩的V/F控制软起动。频率分级提升：由f/16→f/13→f/10→f/7→f/4→f/3→f/2→f(50HZ)→并网运行。实现了真正的平滑升频软起动，并且提高了起动转矩，减小了起动电流，更适合于需重载起动的负载。(1)正弦波分频的原理：-->要将三相正弦交流电进行交一交变频，只能实现1/n分频，如f/2、f/3……f/n。方法是通过晶闸管控制交流电的通断，将n周期的交流电合并为一个周期，其正半周时只让正向半波导通，负半周时则让反向半波导通。图2为25HZ和10HZ时的一相电压波形图。由于频率降低了，周期增大了。原来50HZ正弦波半个周期的时间为10ms，相位角为180°，在分频后的新的频率(周期)中，原半周期的相位角仅为180°/n。如二分频时为90°，三分频时为60°，五分频时为36°。表1为1-20分频时相应的波形参数。 表1：分级交一交变频参数表 分频数 频率(HZ) 周期(ms) 半波相位角 初相角 相位平衡 幅度平衡 1 50.0 20 180° ±120° 正相序平衡 1∶1∶1 2 25.0 40 90° ±60° 负相序平衡 1∶1∶1 3 16.67 60 60° ±40° 不平衡 2∶1∶1 4 12.5 80 45° ±30° 正相序平衡 ☆ 5 10.0 100 36° ±24° 负相序平衡 △ 6 8.33 120 30° ±20° 不平衡 7 7.14 140 25.71 ±17.14 正相序平衡 ☆ 8 6.25 160 22.5 ±15° 负相序平衡 9 5.55 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种采用分级交－交变频方法的高转矩软起动器，其特征在于：在起动过程中既改变电压也改变频率，采用分级交－交变频方法，频率分多级提升，实现平滑升速软起动。
【技术特征摘要】
1、一种采用分级交-交变频方法的高转矩软起动器，其特征在于：在起动过程中既改变电压也改变频率，采用分级交-交变频方法，频率分多级提升，实现平滑升速软起动。2、根据权利要求1所述的一种采用分级交-交变频方法的高转矩软起动器，其特征在于：包括采用半波交-交变频方法，频率离散地分8级提升，由f/16→f/13→f/10→f/7→f/4→f/3→f/2→f(50HZ)→并网运行。3、根据权利要求2所述的一种采用分级交-交变频方法的高转矩软起动器，其特征在于：包括采用正相序平衡的分频等级以及正转矩最大的相位组合，实现软起动器的平稳升速。4、根据权利要求3所述的一种采用分级交-交变频方法的高转矩软起动器，其特征在于：包括采用集...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐甫荣，
申请(专利权)人：徐甫荣，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]
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