基于PLC的高压电机软启动装置的设计(7)

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第1章 绪论

1.1 选题的背景及意义

交流异步电动机广泛用于工矿企业、交通运输和国防工业等国民经济各个领域，其使用量大、范围广，用电量占全国发电总量的60%以上。应用高压（3KV-lOKV）异步电动机的行业十分广泛，如冶金、石油、化工、煤炭、水厂、电厂、机械加工等行业。根据2005年《电动机调速技术产业化途径与对策的研究报告》，全国仅风机泵类设备就达6200万台，其中低压小容量电动机与高压（3KV}10KV）大容量电动机的比例为4：1，仅风机泵类设备的高压电动机就达1000万台以上，如果再加上其它设备所使用的高压异步电动机，其数量将是非常巨大的。

随着我国经济的发展，行业规模越来越大，使用高压电动机的数量也越来越多，单机容量也越来越大，高压电动机的容量一般都比较大，通常都在几百kW以上。而电动机的直接起动会产生很大的起动电流，一般可达额定电流的5^-7倍，最大可达15倍，这样大的起动电流会在电动机定子绕组和转子导条上产生很大的冲击力，破坏绕组绝缘和造成鼠笼条断裂，引起电动机的故障，大电流还会产生大量的焦耳热，降低电动机的寿命，此外电动机直接起动时的瞬时起动转矩约为额定转矩的2倍，对齿轮传动设备来说，这么大大的冲击力会使齿轮磨损加快，而对于皮带传动设备来说，加大了皮带磨损甚至拉断皮带。对交流异步电动机起动电流的限制，一般通过降低定子输入电压的方式来实现，过去人们采取的降压措施有：定子串电抗降压、自藕变压器降压、Y-△降压、延边三角形降压等方法，对于绕线式异步电动机，还可以采取在转子回路中串接频敏电阻、水电阻等方法。这些方法虽然可以限制电动机的起动电流，但它们对于电动机定子电压的调节是非连续的，导致电动机在起动过程中存在二次冲击电流。

随着特大型电机的较多使用，以上问题也变得越来越严重，迫切需要我们来解决这一问题。现在市场上出现一种新型的电动机软启动方式，开关变压器式高压电机软起动，本文依托此技术设计高压电动机软起动装置。

开关变压器式高压电机软起动装置是用开关变压器来隔离高压和低压，开关变压器的高压绕组与电机串联，低压绕组与可控硅并联，可控硅受控制系统控制，通过改变其低压上的电压来改变高压绕组上的电压，从而达到改变电机端电压的目的，以实现电机的软起动。在起动过程中，开关变压器始终处于开和关两种工作状态，开关变压器损耗很小。

开关变压器低压侧的电压很低，不必采用可控硅的串联技术，可控硅的控制技术当今已十分成熟，开关变压器也是一种高可靠性设备，因此，由此