图3.电流斜坡式 软起动的起动方式为电流斜坡式（如图3所示），采用电流闭环调节。起动中不同时段的电流设定值由程序给定，这里的电流设定值可以根据负载类型的不同自由设定，主电路中的电流由采样单元采集，PLC比较电流反馈值和给定值，根据差值调节触发单元的输入电压，改变SCR的导通角，从而改变主电路中的电流与给定值相等。 2.工作原理 开关变压器软起动器把变压器与晶闸管相结合，使变压器在电路中起到一个开关的作用，利用变压器次级短路和开路的性质来实现变压器的开关作用。变压器主电路接法也不同于常规变压器应用电路，它把可控硅放在开关变压器的低压侧，高压侧绕组的末端接被控负荷（电动机），开关变压器是个中间控制设备。
图4.软起动器控制原理图 当加上电压时（SCR未通），开关变压器TK原边和电机D上得到电压，由于TK的空载电流远小于D的空载电流，故电压绝大部分（95%以上） 加在TK原边，这时TK副边也得到电压，波形为正弦波。 当SCR控制极加上触发电压时，SCR导通，在α角处导通，则u2立即降低，u2电压如图实线所示，u1的波形也相同。 D上的电压为外加电压减去u1，则D上的电压波形uD如图所示：当改变控制角α时（比如前移），则u2变小，u1变小;uD加大。这样，连续调节α由大到小，则uD连续由小到大，完成调压软起动。
图5.电压波形图 3.系统特点 1、输出电压平滑调节、无机械冲击，有利于提高机械设备寿命 软起动过程是随着电机的端电压的逐步升高，电机电流由小到大逐步变大，能在小电流以内给电机以充分的加速，再逐步的加大电机的电流，使之接近同步转速。由于有预加速作用，因此能zui大限度的减小起动电流，使之对电网的冲击zui小，对电机及机械的伤害zui小。轻载（<20%）软起动时，zui大起动电流在3Ie以内。 2、节能，自身温升很小，可以连续起动 2、产生高次谐波少，电网的安全可靠性提高 高次谐波对电网及用户都是非常有害的，它会使用电设备发热直至损坏;会使电容电感产生谐振，引起事故;会干扰继电保护和自动装置的正常工作，影响电网的安全运行。与高压变频装置相比，开关变压器式起动装置的高次谐波产生在开关变压器的低压侧，传递到电网和电动机上时要经过TK的漏抗，这就相当于高次谐波源具有很大的内阻，加到电网上的高次谐波就很小了。在测试中，总谐波畸变率为2.72%。另外，开关变压器式软起动器可以灵活的调整起动电流曲线，zui大限度的减小起动电流zui大值，进而减小电网电压波动，做到不影响其他设备的运行，可以与其他设备共用电网。 3、节能，自身温升很小，可以连续起动 在主回路中，开关变压器受可控硅SCR的控制，执行的是开关作用。当SCR截止时，TK原边电流为零（非常小，可忽略），TK原边加的是电源电压，此时TK只有铁损，无铜损;当SCR导通时，TK原边电压为零（很小，可忽略），只有铜损，无铁损。因此在起动过程中，TK损耗很小，温升小，对于一拖多装置来说可以连续起动。 4、完善的自诊断保护功能 PLC控制系统可以对包括自身模块在内的系统状况进行检测，当发现异常情况时，则发出声光报警信号。通过查看报警显示单元显示的具体数字，使故障明确，以利于排除故障。具体的故障报警信息有：模块故障、电源电压故障、短路故障、电流不平衡故障、触发板故障、欠流故障、变压器油温过高故障和变压器瓦斯故障等。 4.应用效果 在实际生产中，开关变压器式软起动器工作情况良好，其中一拖二装置可以连续起动，可控硅装置无明显温升，很好的满足了实际生产需要，并且软起动器本身的维护量非常小。在起动过程中，电机电流控制非常，zui大的起动电流控制在3Ie以下，每次起动电流值控制基本一致。电压总谐波畸变很小，对电网系统没有有害影响。 5.结束语 开关变压器式高压电机软起动器在除磷水泵上的应用效果良好，与目前采用的其他软起动方法相比，具有性价比高的优点，值得进一步推广。
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