开题报告-交流电机起动方法及其软起动的研究

开题报告

电气工程及自动化

交流电机起动方法及其软起动的研究

一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义

课题的目的与意义

电力机械的最主要的原动力是交流电动机，它的许多优点是直流电机不可比的，但是交流电机的缺点也十分明显，特别是交流电动机的起动的时候对于国家主电力网络，机械，生产机械都有一个大的冲击。如何降低减少这个冲击一直困扰着人们。交流电动机主要由一个用以产生磁场的电磁铁绕组或分布的定子绕组和一个旋转电枢或转子组成。电动机利用通电线圈在磁场中受力转动的现象而制成的。

电动机有直接起动、减压起动与软启动三种起动方法。大部分电动机交流电动机由定子和转子组成，并且定子和转子是采用同一电源，所以定子和转子中电流的方向变化总是同步的，即线圈中的电流方向变了，同时电磁铁中的电流方向也变，根据左手定则，线圈所受磁力方向不变，线圈能继续转下去。交流发动机就是利用这个原理而工作的。采用直接起动方式。直接起动的弊端：

1.起动的时候会产生高5倍甚至7倍的起动电流,会造成电动机内部绕组产生温度过高,对绝缘性造成了危害；

2.电动机起动的时候都是在损耗无功功率，所以对于需要频繁起动的电动机能耗大；

3.电动机直接起动时，产生的巨大瞬间电压对电网及周边电器设备也有相当大的冲击，使电网产生谐波，周边电器设备产生高温或烧毁；

4.直接起动时，因为瞬间电流值相当大，带来的瞬间转矩也非常大，造成了电动机的转子接触端和轴承的磨损加快，缩短了设备使用寿命。

所以的这些都给设备的安全可靠运行带来威胁，而对于电机的频繁起停时更是如此。为解决直接起动的种种弊端，应用一些自动控制线路组成的软启动器可以实现电机的无级平滑起动，这种起动称为软起动方法。软起动具有以下优点：

1.工作可靠性提高。软启动器本身具有电子热继电器,有过电流,过载保护和电压保护功能。

2.节能效果明显。因为它是通过改变电压来控制电机,所以在低负荷时可节电25%左右。

3.启动质量明显提高,启动电流明显减少,运转的平滑性也好。

4.软启动器控制箱体积很小,便于安装。

课题发展现状与前景展望

软起动器自20世纪80年代中期由美国国家宇航局研制的节能器发展至今，已越来越成熟，生产厂家也越来越多。国内主要有上海富继电气有限公司，供应启动器开关LC2-5等型号；长沙奥拓公司QB型；西安普西公司STR系列；外国的启动器生产主要有施耐德公司LH4型、ATS46型；AB公司150系列，PSS型；西门子公司3RW型等。

目前国内软启动器发展市场十分快。软起动器的发展方向为:

短期展望 ：软起动将仍然以各种形式的降压（限流）软起动为它的主要形式。从理论上说，性能价格比高的产品将占有更大的市场份额。但是，在各种应用场合，人们对于各种性能的侧重面不同，使各类起动产品（包括传统的星三角起动）在市场上都可能会赢得自己的一席之地。

侧重面有客观和主观两个方面。客观方面：例如使用环境条件（温度、湿度变化范围），起动负载轻重，使用的频繁度、防爆、防尘要求等等，例如，南方的用户就不会很在意于液态软起动液阻会不会结冰 ；主观方面：主管人员的知识水平，维护人员的技术水平、用户单位的管理水平等等。显然，主管技术人员知识老化的单位，是不会乐意选用高技术含量产品的。

长期展望 : 变频软起动将成为软起动的主流。各种形式的降压软起动将与星三角起动等技术一起归并为传统的起动技术。随着变频器价格的逐渐下降，可靠性的进一步提高，也随着技术人员水平的提高，仅仅为软起动而选用变频器将不再会被人们认为是一种奢侈。变频软起动胜出的根本原因是 ：它可以在限流（起动电流不超过电机额定电流值）的同时获得大的起动转矩，可以实现包括软停止在内的各种起动功能。

方案的可行性分析：

现今单片机的发展已经趋于成熟，多功能、多选择、高速度、低功耗、低价格、扩大存储容量和加强I/O功能及结构兼容是单片机的发展方向，可以选出一种单片机型号来控制电流、电压。交流电动机的软启动方式也是现今研究的一个方向，国内有许多软启动的产品，软启动的方法也有多种，根据已有经验选择合适的器件，搭配合理的电路配以单片机的控制，可以使起动时的调压更准确快速，从而减少交流电动机起动时对自身的损害以及对电网和附近器件的影响。所以我认为这一方案是可行的。

二、研究的基本内容，拟解决的主要问题：

1．比较、分析各类交流电动机的起动方法。

2．掌握各类交流电动机起动方法的优缺点。

3．掌握交流电机软起动的要求与特性。

4．了解交流电机软起动的设备要求。

5.完成一种交流电机软起动器的设计。

三、研究步骤、方法及措施：

1.了解交流电机软起动方法的优点。

2.分析电动机的起动过程中的起动特性。

3.对电动机软起动进行总体设计。

4.对电动机软起动的硬件部分及软件部分进行设计。

5.总结。

四、参考文献

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