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工业仪表与自动化装置
2010年第4期
同步电効机智能化启动控制
陈迎松,冯凯
(漯河职业技术学院,河南漯河462002)
摘要:针对电励磁同步电动机在启动过程中存在不能准确投励、不能有效灭磁和启动脉动电流
较大等问题,提出了以单片机为控制核心,通过对滑差信号的检测来决定投全压与投励磁电流时
刻,实现了同步电动机的智能化启动,并深入分析了它的启动控制原理。该控制方法能克服电励磁
同步电动机启动时存在的问题,实现了励磁系统的顺极性准确投励,且具有良好的灭磁功能,能使
同步电动机可靠启动。
关键词:同步电动机;启动过程;智能控制
中图分类号:1M301.2;TmM341文献标志码:A文章编号:1000-0682(2010)04-0064-03
Intelligentized control of synchronous motor starting process
CHEN Yirgsong, FENG Ka
(Luohe Vocational arad Technical College, Henan Luohe
462002, China)
Abstract: Proposed onc intelligentized control method that it can be helpful to synchronous motors
startup, aimed to the questions which synchronous motor starting process has such as casting current inac-
curately, bad result of extinguishing magnetism and big startup current. Its starting control principle
deeply was analyzed. Applying this control method can make synchronous motor excitation system realize
casting excitation current in the right time and has good function of extinguishing magnetism. It can make
synchronous motor start stabl
Key words: synchronous motor; starting process; intelligentized contro
0引言
片机中的CCP2模块设置为脉宽调制(PWM)方式,
产生的PWM波经比较变换电路来触发绝缘栅双极
电励磁同步电动机可通过调节励磁电流来改变晶体管(IGBT)的导通与截止,从而给励磁绕组供
其磁场和功率?数,即可使同步电动机工作在欠励、电,配以多个继电器开关来完成定子降压启动以及
过励及正常激磁等状态"。同步电动机在启动时转子投入励磁电流的整套装置的控制。其控制框图
会产生很大的脉动电流,使电机的铁芯、线圈及轴如图1所示。首先使控制定子降压启动的继电器
瓦、地脚螺栓等承受巨大应力而产生松动、绝缘破坏KM1(见图2)闭合,那么定子进人降压启动过程,此
和断裂等现象,它是出现电机损坏的主要原因2。时转子不通电。当滑差检测电路检测到滑差s
在启动过程中,转子绕组贮藏的磁场能量能否通过0.1(额定转速的90%)时,打开KM,,闭合控制全压
启动电阻充分灭磁,以及能否实现准确顺极性投励启动的继电器KM2(见图2),那么定子进人了全压
是电动机顺利启动的关键因素。因此,克服电动机启动过程,在此期间定子旋转磁场会使转子感应出
在启动阶段中出现的问题是电动机能否稳定运行的较大的交变脉动电流,此脉动电流会经过灭磁电路
首要条件。
中的灭磁电阻RM(见图3)得以降低。当滑差检测
电路检测到滑差s=0.05(额定转速的95%)时,转
1同步电动机启动控制原理
子回路接入直流电流,即由单片机引角RC2输出的
该控制系统以PIC6F877単片机为核心,把单PWM波经比较变换电路去触发IGBT的门极G,同
时灭磁电阻不作用,当ICBT不导通时通过二极管
收稿日期:2009-11-17
控制VB来续流(见图3),此时,启动过程已全部完
作者简介:陈迎松(1976),男,漯河职业技术学院讲师,硕士,主
要从事计算机控制技术的教学与研究。
成,同步电动机进人工作状态。
2010年第4期
工业仪表与自动化装置
的转矩也较低,对启动是不利的。如果将励磁绕组
全压启动
直接短接则无过电压的危险,且牵入同步的转矩也
∞≌一
降压启动
/火磁「整
较高,但在励磁绕组上感应出较大的脉动电流,对电
滑羑信号
流
机起破坏作用,而且该电流产生的磁场与定子磁场
检测电路
电路变
压?220V
pwM比较变换GP
器
相互作用,会产生较大的阻转矩,使启动特性变差,
电路
电路」路
甚至不能使转子加速到同步转速,导致启动失败。
IGBT
由此可见,必须弱励磁绕组上的脉动电流,通常在
图1同步电动机启动控制框图
励磁同路中串人启动电阻RM(也是灭磁电阻),阻
值一般为5~10倍于励磁绕组。同步电动机转子
2电动机的启动
启动控制原理如图3所示
一般采用降压启动,主要是为了降低启动电流。
L1 VBZ
VB
这样可防止电网电压降落,减少对其他用电设备3
转
RM中
K
的影响。设计中采用自耦变压器降压启动,控制原23头o字
理如2所示。其中:KM1是控制降压启动的接触
器,KM2是全压启动的接触器,Q为空气开关,KA
为热继电器保护,RA。、RA1为PIC单片机引角。
动电机时,使单片机引角RA。为高电平,RA1为低
图3同步电动机转子启动控制原理图
电平。继电器J1得电闭合,接触器线圈KM1,得电
灭磁电阻RM与双向晶闸管VBZ构成串联电
使常开触点KM、闭合,那么电机处于白耦变乐器降路,开联接在励磁绕组网端。由于在定子启动过程
压启动。由滑差检测电路检测,当转速达到同步转中,转子绕组会感应出较大的感应电势,从而产生较
速的90%时,使单片机引角RA,变为低电平,引角大的脉动电流。把PIC单片机的CP模块设置为
RA1变为高电平,那么继电器J2得电闭合,接触器PWM方式,RC1设置为输出,外接脉冲变压器去持
线圈KM2得电,使常开触点KM2闭合,电机处于全
续触发双向晶闸管VBZ的门极,转子上的交变脉动
电流在正、负半周都可以通过VBZ和RM形成回
压启动阶段。当电机系统有紧急事故时,可以直接
按常闭开关SB,使电机处于断电状态。同时在启动
路,从而降低脉动电流的大小。当转子转速达到亚
中对转子的加速过程进行监视,如长时间不满足投
同步转速时,即s=0.05时,转子回路应投入励磁电
流,使IGBT导通;同时关断VBZ和闭合继电器J,这
励条件,则认为启动发生故障,发出报警,及时跳闸
样RM不再起作用。ICBT的门极G是由PIC单片
停机,进行检查。
机引角RC2产生的PWM波通过比较转换电路来触<