晶闸管模块起动控制器

　　1导语

　　三相交流异步电动机由于方案简略、价格低廉、工作可靠，所以在各个工作得到广泛运用。但其在直接起动时，会发生过大的起动电流，特别是大功率电机，大起动电流严厉冲击电网，致使电网供电质量降低，并影响其他设备的正常工作，并且起动转矩构成的机械冲击会降低电动机的寿数。所以起动进程中需要在电机和电源之间串入软起动来处置此疑问。

　　跟着电力电子技术的飞速发展，晶闸管(可控硅模块)软起动设备应运而生。由于其体积小、方案紧凑，免保护，安全可靠。全智能控制，功用完全，菜单丰富。起动重复性好，保护周全。所以其正逐渐代替传统的软起动办法，成为软起动领域新的领军人物。

　　这篇文章首要论说晶闸管软起动的当时最广泛选用的移相起动办法。

　　2系统概述

　　运用晶闸管(可控硅模块)的开关特性，通过晶闸管的(可控硅模块)触发角来改动晶闸管的导通时刻，然后控制到晶闸管电机端的输出电压，抵达控制电机的起动特性。当晶闸管的电机端电压和输入端一样的时分即电机起动进程结束后，就让交流接触器(或断路器)吸合(如图1所暗示，即QF2吸合)，短路全部的晶闸管(可控硅模块)，这时电动机将直接连到电网上。

　　3工作原理

　　3.1功率因数角

　　由于电机为理性负载，所以电流滞后电压。当电压过零的时分，电流并未过零，要推延一段时刻后才过零，只需在电流过零的时分晶闸管(可控硅模块)才关断。我们把电压过零点和电流过零点之间的这个角度称为功率因数角φ。

　　3.2导通角和触发角

　　(1)导通角和触发角

　　当晶闸管工作时，其输出电压的大小由晶闸管的导通角挑选，而导通角又由触发角和功率因数角一同挑选。

　　如图2所示，α为触发角，q为导通角。

　　几个角度之间的联络为:q=-α+φ

　　(2)初始触发角

　　初始触发角是给电机建立电流的必要条件，初始触发角通常在40°到60°之间，此值根据不一样的电机及不一样的负载改动。

　　3.3相序及其检测

　　(1)相序

　　相序就是相位的次第，是交流电的瞬时值从负值向正值改动通过零值的依次次第。在晶闸管软起动中，相序检测极为重要，只需判定相序，才调宣告正确的触发脉冲控制晶闸管的导通次第。

　　(2)相序检测

　　相序检测是在晶闸管导通前，触发脉冲宣告行进行的。本系统通过对三相反并联晶闸管的管压降信号的判别来结束相序检测。设A相晶闸管的管压降信号为Va, B相晶闸管的管压降信号为Vb ，C相晶闸管的管压降信号为Vc。在电压过零时，管压降为0。管压降信号Va、 Vb、Vc严格遵守三相交流电相序规矩，信号的周期为180°，各相的相位差为120°。

　　以Va为基准，当Va开始有压降，此时开始计时，若60°后到来的信号是Vc，120°后到来的信号是Vb，则可判定为正相序。相反，当Va开始有压降，若60°后到来的信号是Vb，120°后到来的信号是Vc，则可判定为逆相序。

　　3.4脉冲触发

　　(1)触发同步

　　为了能对主回路的输出电压Ud进行精确的控制，SCR有必要接受与SCR主电路具有一样频率的触发信号。在A、B、C三相电路中，正相晶闸管触发信号相位相差120°，反相晶闸管触发信号相位也相差120°，而同一相中反并联的两个晶闸管的触发脉冲相位相差180°。微观来看三相交流调压电路，是每隔60°控制器宣告一个触发脉冲。

　　(2)触发脉宽

　　晶闸管(可控硅模块)的触发是有一个进程的，也就是晶闸管的导通需要一定的时刻，不是一触即通，只需当晶闸管的阳极电流即主回路电流上升到晶闸管的擎住电流IL以上时，管子才调导通，所以触发脉冲信号应有一定的宽度才调保证被触发的晶闸管可靠导通。例如：通常晶闸管的导通时刻在6μs左右，故触发脉冲的宽度至少在6μs以上，通常取20～50μs，关于大电感负载，由于电流上升较慢，触发脉冲宽度还应加大，否则脉冲接连时主回路电流还未上升到晶闸管的擎任电流以上，则晶闸管又从头关断，所以脉冲宽度不应小于300μs，通常取1ms，恰当广50Hz正弦波的18°电角度。

　　3.5移相调压进程

　　由于异步电动机是理性负载，从电力电子学中得到，当交流调压电路带理性负载时，只需当触发角α大于理性负载的功率因数角φ时，才调起调压的效果，由于当α<φ时，电流导通的时刻将一向保持在180°，其情况和α=φ时一样，相控不起任何调压效果，甚至在晶闸管触发脉冲不行宽的情况下，还会出现只需一个方向的晶闸管在工作，负载上可以出现直流分量，危害晶闸管的安全。因此在运用相控晶闸管电路时有必要选用宽脉冲触发或双窄脉冲触发，移相方案捆绑在φ≤α<180°。

　　晶闸管的输出电压为介于导通角q 间的波形，改动q角的大小，就可以调度电机的输入电压。q 角与α角和φ角都有关，关于安稳的负载阻抗，q角是常量，只需调整α角就可以改动晶闸管的输出电压，但电机的功率因数角是电机转速的函数，在电机起动进程中，跟着转速的行进，功率因数角在不断改动，因此，对晶闸管触发角α的调整要统筹φ角的改动情况。只需这样，才调抵达使电机输入电压按预定规矩改动的目的。

　　4结束方案

　　在软起动进程中，DSP以电流过零点为触发条件，DSP每检测到一次电流过零点就会发一次触发脉冲。首要根据电机的参数特性设定触发角α的初始值，在起动进程中，触发角α不断的前移，直到移动到功率因数角φ接连，此时触发角的值等于功率因数角。这个时分宣告的触发脉冲正好是在电流过零点处，也就是可晶闸管关断的时刻。由于触发脉冲具有一定宽度，可以持续到电流过零点往后，所以此时宣告的触发脉冲会使晶闸管全压导通。晶闸管全压导通的时刻，也就是软起动进程结束的时分，此时就可以投切旁路真空接触器，来短接晶闸管(可控硅模块)。为了避免电流的二次冲击，需要延时一段时刻后接连宣告触发脉冲，此时整个软起进程完全结束。

　　5实习控制效果

　　这篇文章以功率因数角作为软起动的控制根据，可以实时的跟踪电机的功率因数的改动，根据功率因数的改动来调整触发角度。所以大多数晶闸管(可控硅模块)软起动控制办法选用此移相控制办法。这篇文章所介绍的根据功率因数角移相的起动办法，在实习运用进程中极好的结束了电机的滑润起动，为用户供应了满意的软起动产品。