固态电机启动器

固态启动器的基本原理

固态启动器（或软启动器）通过电子控制施加的电压来控制交流电机的启动转矩和电流。固态电机启动器由固态器件（如SCR或三端双向可控硅）构成，这些器件在导通时允许电流流动，在截止时停止电流流动。

固态电机启动器能够控制启动特性以匹配应用需求，例如加速和减速时间、启动和过载电流以及电机转矩等。

固态电机启动器控制的是电压而不是电流。可用转矩与降低电压与额定线电压之比的平方成正比，即

$$\mathrm{转矩,\tau_{2}=\tau_{1}(\frac{I_{2}}{I_{1}})^{2}\approx\tau_{1}(\frac{V_{2}}{V_{1}})^{2}}$$

其中，

  • τ2 是降低电流或电压下的转矩，

  • τ1 是堵转电流下的转矩，

  • I2 是降低的电流，

  • I1 是堵转电流，

  • V2 是降低的电压，以及

  • V1 是额定电压。

当电机启动时，固态启动器的逻辑电路向功率模块发出ON指令，使SCR导通，并逐渐增加电机端子的电压。当SCR完全导通时，电机达到额定电压。

固态电机启动器的组成部分

  • 功率开关 – 这些是功率半导体器件，如SCR或三端双向可控硅，需要进行相位控制，以便将其应用于电压周期的每个部分。对于三相电机，每个相位连接两个反向连接的SCR。功率开关的额定值应至少为线电压的三倍。

  • 控制逻辑 – 控制逻辑可以是PID控制器、微控制器或任何其他类型的控制器。它们用于控制SCR的栅极电压，以便根据需要控制SCR的触发角。

固态电机启动器的框图

框图显示了一个典型的固态电机启动器。该固态启动器使用六个全额定电流的SCR作为其功率开关。控制逻辑电路监控三相输入电压、三相输出电压和三个输出电流。根据这些输入，它可以提供启动电流限制、运行过流保护和欠压保护。

固态启动器的优点

  • 受控启动 – 降低启动电流，减少启动时的电源线扰动，以及降低启动时的电力需求。

  • 受控加速 – 软启动，根据时间或负载调整加速。

  • 可调转矩 – 保护电机免受损坏。

  • 受控停止 – 电机的缓慢减速，定时停止和快速反转。

更新于：2021年7月5日

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