专利名称：三相异步电机软起动器及其控制方法
技术领域：
本发明涉及ー种软启动器，特别是指ー种三相异步电机软起动器及其控制方法。
背景技术：
目前国内国外市场上的电机软起动器普遍采用ー种拓扑结构，即主电路部分每一相均采用ー组反向井联晶闸管再井上ー个接触器，控制电路部分被控的參数通常只有电流量ー个參数，在软起动过程中，一般采用恒流软起动，因为这种恒流控制可使一台软起动器同时成为其它电机的备用起动器，能在很大程度上增强可靠性并降低成本。但仅仅是恒流软起动还是不够的，因为电机负载本身又是感性负载，对外界电磁干扰抵抗能力又有所局限，所以会使其起动过程中功率因数很低
发明内容
本发明提出ー种三相异步电机软起动器及其控制方法，本发明将电流量和功率因数量作为控制參数，在电流稳定控制在额定值2 3倍的同时，还能保证较大的功率因数。本发明一方面提出ー种三相异步电机软起动器，包括电压传感器、电流传感器、软启动器、控制器和驱动电路，其中所述控制器内设置有一控制单元。所述电压传感器用于测量电机的相电压，所述电流传感器用于测量电机的相电流。所述软启动器连接于所述电机的各相绕组，包括ー组反向并联的晶闸管、以及与晶闸管并联的接触器。所述控制器与所述电压传感器电连接，用于接收所述电机的各相电压；所述控制器与所述电流传感器电连接，用于接收所述电机的各相电流，并且所述控制器通过所述相电压及所述相电流计算各相的功率因数；所述控制器通过所述驱动电路与所述软启动器中的晶闸管电连接，向所述晶闸管发送触发信号；以及所述控制器通过所述功率因数及所述相电流确定所述触发信号的频率。进ー步地，所述控制器中设置有三个比较器，其中，所述控制単元与所述电压传感器和所述电流传感器电连接，用于接收所述电机的相电压和相电流；所述三个比较器的正相输入端与所述电流传感器电连接，用于接收所述电机的各相电流，反相输入端均输入有三角波信号，所述三个比较器的输出端均与所述控制単元电连接。进ー步地，本发明还包括显示装置，其中所述显示装置与所述控制器相连接，用于显示所述相电压、相电流及各相的功率因数。进ー步地，所述控制器内设置有相序错误检测单元、过欠压检测单元或过流检测单元。进ー步地，本发明还包括报警装置，其中所述报警装置与所述控制器相连接，用于所述相序错误检测单元检测出相序异常、或者所述过欠压检测単元检测出所述电压异常、或者所述过流检测单元检测出电流异常时进行报警。进ー步地，本发明还包括电感，其中所述电感与所述接触器串联，并且所述电感的绕制方向和与其相连接的相绕组的绕制方向相反，以及所述电感大小等于其相连接的相绕组的等效电感，用于抵消该相电感。本发明的另ー个方面，提出ー种三相异步电机软起动器的控制方法，包括信号采集步骤控制单元通过所述电压传感器和电流传感器实时采集电机的相电压和相电流。电流变化量计算步骤控制单元计算该时刻采样电流与前一时刻采样电流的变化值，及电流变化率。第一触发信号获取步骤控制单元根据相电流的变化值及变化率，查询相电流ニ维模糊数据库，得到用于触发晶闸管的第一触发脉冲变量。功率因数计算步骤控制单元通过所采集的相电压和相电流计算电机各相的功率因数，并计算该时刻的功率因数与前ー时刻功率因数的变化值，及功率因数变化率。第二触发信号获取步骤，控制単元根据功率因数的变化值及变化率，查询功率因数ニ维模糊数据库，得到用于触发晶闸管的第二触发脉冲变量。触发信号输出步骤控制单元将所述第一触发脉冲变量和第二触发脉冲变量矢量相加后，发送给该相晶闸管的驱动电路。电流及功率因数调节步骤晶闸管根据触发信号调整触发角，使电机的启动电流为额定电流的2 3倍，功率因数为设定值。本发明的又ー个方面，提出ー种三相异步电机软起动器的控制方法，包括信号采集步骤控制单元通过所述电压传感器和电流传感器实时采集电机的相电压和相电流。功 率因数计算步骤控制单元通过所采集的相电压和相电流计算电机各相的功率因数，并计算该时刻的功率因数与前一时刻功率因数的变化值，及功率因数变化率。第一触发信号获取步骤，控制单元根据功率因数的变化值及变化率，查询功率因数ニ维模糊数据库，得到用于触发晶闸管的第一触发脉冲变量。第二触发信号获取步骤电流传感器采集的相电流输入给比较器的正向输入端，比较器将其与反相输入端输入的三角波信号比较后，输出第二触发脉冲变量给控制单元。触发信号叠加步骤控制单元将第一触发脉冲变量和第二触发脉冲变量相加后发送给该相晶闸管的驱动电路。电流及功率因数调节步骤晶闸管根据触发信号调整触发角，使电机的启动电流为额定电流的2 3倍，功率因数为设定值。本发明将电流和功率因数同时作为控制量，控制过程中除了电流量能够一直稳定在额定值的2 3倍以外，系统功率因数也能稳定在较高水平，为轻载节能提供了依据，而且起动速度快，避免了起动转矩发生频繁震荡而减少电机使用寿命。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I为本发明三相异步电机软起动器的结构框图；图2为本发明三相异步电机软起动器实施例ー控制器的结构框图；图3为本发明三相异步电机软起动器实施例ニ控制器的结构框4为本发明三相异步电机软起动器实施例一的结构示意图；图5为本发明三相异步电机软起动器实施例ニ的结构示意图；图6为本发明二相异步电机软起动器实施例ニ的控制方法流程图I ;图7为本发明功率因数控制原理图；图8为本发明三相异步电机软起动器实施例三的控制方法流程图2 ；
图9为本发明三相异步电机软起动器实施例四的控制方法流程图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。软启动器实施例实施例一參见图1，本发明提出ー种三相异步电机软起动器，包括三个电压传感器、三个电流传感器、三个软启动器、三个驱动电路和一个控制器。其中电压传感器与电机各相绕组并联，用于测量电机的相电压；电流传感器与电机各相绕组串联，用于测量电机的相电流；三个电压/电流传感器检测三相电压/电流，并实时把它们成比例的转化成弱电信号发送给控制器。软启动器包括ー组反向并联的晶闸管、以及与晶闸管并联的接触器，电机的每相绕组均串联ー个软启动器。控制器内设置有一控制单元，如图2所示，控制单元与电压传感器电连接，用于接收电机的各相电压，控制单元与电流传感器电连接，用于接收电机的各相电流，并且控制単元通过相电压及相电流计算各相的功率因数。控制单元通过驱动电路与软启动器中的晶闸管电连接，向晶闸管发送触发信号，并且控制単元通过功率因数及相电流确定触发信号的频率。控制器可以选用FP系列控制器，也可以选用其他类型的控制器，本发明对其不做限定。需要说明的是本实施例通过控制器实时计算的功率因数确定晶闸管的第一触发脉冲信号，通过实时采集的相电流确定晶闸管的第二触发信号，将第一触发信号和第二触发信号叠加，并将叠加后的触发信号发送给晶闸管驱动电路。本发明通过电流和功率因数两个反馈量，来实时改变晶闸管触发信号的触发频率，进而控制相电流为电机额定电流的2 3倍，同时还使功率因数稳定在较大值。优选地，本实施例还包括显示装置，其中显示装置与控制装置相连接，用于实时显示电机的相电压、相电流及各相的功率因数，如图4所示。优选地，控制器内设置有相序错误检测单元、过欠压检测单元或过流检测单元。进一步优选地，本实施例还包括报警装置，其中报警装置与控制器相连接，当相序错误检测単元检测出相序异常、或者过欠压检测单元检测出电压异常、或者过流检测单元检测出电流异常时，报警装置进行报警。优选地，在电机各相绕组的软启动器中，都设置一与接触器串联的电感，并且电感的绕制方向和与其相连接的该相绕组的绕制方向相反，电感大小等干与其相连接的相绕组的等效电感。如图4所示，KM1、KM2、KM3为接触器，当软起动以及软停车结束时，接触器触 点闭合，额定电压加至电机绕组上。由于电机本身呈感性，为使软起动后系统的功率因数得以提高，可在主通路上分別反向串入等值的附加电感，如图L1、L2和L3，其大小等干与其相连接的电机的相绕组的等效电感值，目的是抵消电机等效电感，提高功率因数。本实施例中的驱动电路能将控制器输出的弱电触发信号与晶闸管的驱动信号隔离，提高控制器的可靠性。驱动电路可以由多种方式实现，例如驱动变压器电路，用来把控制器输出的晶闸管触发脉冲放大，并将输入及输出信号隔离，以增强可靠性，还可以用光耦隔尚电路等。本实施例将电流量和功率因数量同时作为控制量，所以在起动过程中除了电流量能够一直稳定在电机额定值的2 3倍以外，系统功率因数也能稳定在较高水平，为轻载节能提供了依据，而且起动速度快，避免了起动转矩发生频繁震荡而减少电机使用寿命。实施例ニ 本实施例提出ー种三相异步电机软起动器，包括三个电压传感器、三个电流传感器、三个软启动器、三个驱动电路和一个控制器。其中电压传感器与电机各相绕组并联，用 于测量电机的相电压。电流传感器与电机各相绕组串联，用于测量电机的相电流；三个电压/电流传感器检测三相电压/电流，并实时把它们成比例的转化成弱电信号发送给控制器。软启动器包括ー组反向并联的晶闸管、以及与晶闸管并联的接触器，电机的每相绕组均串联ー个软启动器。控制器与电压传感器电连接，用于接收电机的各相电压。控制器与电流传感器电连接，用于接收电机的各相电流，并且控制器通过相电压及相电流计算各相的功率因数。控制器通过驱动电路与软启动器中的晶闸管电连接，向晶闸管发送触发信号。如图3、图5所示，本实施例的控制器中又设置有一个控制単元和三个比较器，其中，控制单元与电压传感器和电流传感器电连接，用于接收电机的相电压和相电流。三个比较器的正相输入端与电流传感器电连接，用于接收电机的各相电流，反相输入端均输入有三角波信号，三个比较器的输出端均与控制单元电连接。需要说明的是本实施例通过控制单元实时计算的功率因数确定晶闸管的第一触发脉冲信号。比较器将实时采集的电流与三角波输入信号相比较，比较结果为晶闸管的第ニ触发脉冲信号，并将其发送给控制单元。控制单元将第一触发脉冲信号和第二触发信号叠加，并将叠加后的触发信号发送给晶闸管驱动电路。本发明通过电流和功率因数两个反馈量，来实时改变晶闸管触发信号的触发频率，进而控制相电流为电机额定电流的2 3倍，同时还使功率因数稳定在较大值。优选地，本实施例还包括显示装置，其中显示装置与控制单元相连接，用于显示电机的相电压、相电流及各相的功率因数。优选地，控制器内设置有相序错误检测单元、过欠压检测单元或过流检测单元。进一步优选地，本实施例还包括报警装置，其中报警装置与控制器相连接，当相序错误检测単元检测出相序异常、或者过欠压检测单元检测出电压异常、或者过流检测单元检测出电流异常时，报警装置进行报警。需要说明的是相序错误检测单元检验三相电压所有过零点时刻，然后依照实际三相交流电机所能允许的电压时序设计阈值，如果缺相断相或者某相超前或之后过大时，为了不给电机带来损害，会重启动电机。优选地，在电机各相绕组的软启动器中，都设置ー电感与接触器串联。并且电感的绕制方向和与其相连接的相绕组的绕制方向相反，电感大小等于负载电机的等效电感。如图4所示，KM1、KM2、KM3为接触器，当软起动以及软停车结束时，接触器触点闭合，额定电压加至电机绕组上。由于电机本身呈感性，为使软起动后系统的功率因数得以提高，可在主通路上分别反向串入等值的附加电感，如图LI、L2和L3，其大小等干与其相连接的相绕组的等效电感值，目的是抵消电机等效电感，提闻功率因数。
本实施例中的驱动电路能将控制器输出的弱电触发信号与晶闸管的驱动信号隔离，提高控制器的可靠性。驱动电路可以由多种方式实现，例如驱动变压器电路，用来把控制器输出的晶闸管触发脉冲放大，并将输入及输出信号隔离，以增强可靠性，还可以用光耦隔尚电路等本实施例将电流量和功率因数量同时作为控制量，所以在起动过程中除了电流量能够一直稳定在电机额定值的2 3倍以外，系统功率因数也能稳定在较高水平，为轻载节能提供了依据，而且起动速度快，避免了起动转矩发生频繁震荡而减少电机使用寿命。控制方法实施例实施例三基于实施例一中提出的三相异步电机软起动器，本实施例提出了该软启动器的控制方法，如图6所示，具体包括如下步骤
信号采集步骤控制单元通过电压传感器和电流传感器实时采集电机的相电压和相电流；电流变化量计算步骤控制单元计算该时刻采样电流与前一时刻采样电流的变化值，及电流变化率(电路变化值的导数)；第一触发信号获取步骤控制单元根据相电流的变化值及变化率，查询相电流ニ维模糊数据库，得到用于触发晶闸管的第一触发脉冲变量；功率因数计算步骤控制单元通过所采集的相电压和相电流计算电机各相的功率因数，并计算该时刻的功率因数与前一时刻功率因数的变化值，及功率因数变化率(功率因数变化值的导数)；第二触发信号获取步骤，控制器根据功率因数的变化值及变化率，查询功率因数ニ维模糊数据库，得到用于触发晶闸管的第二触发脉冲变量；触发信号输出步骤控制单元将第一触发脉冲变量和第二触发脉冲变量矢量相加后，发送给该相晶闸管的驱动电路；电流及功率因数调节步骤晶闸管根据触发信号调整触发角，使电机的启动电流为额定电流的2 3倍，功率因数稳定在设定值。由于起动初期功率因数较高，其后越来越低，所以本发明中所说的设定值是保持在起动时的功率因数值。下面结合图7、图8对本实施例原理及具体实现方法进ー步说明图7为功率因数控制原理图，U、V、W为直接作用在电机绕组上的三相电网电压，Ia、Ib、Ic为起动过程中经过晶闸管的三相电流，の为可测功率因数角，a为晶闸管的触发延迟角，P为晶闸管断续时间。由于电机是ー个典型的感性负载，对电流有明显的续流现象，所以某ー时刻(不妨设to)电压与电流信号过零点处存在一个相位差の0，即功率因数角。从图中不难看出，在OO—定时，改变a便可以改变0，进而改变电机绕组电压。但由于电机功率因数角の在起动过程中随着转速的升高而减小，使の0在tl时刻减小Aの变为の1，所以将功率因数角变化量△の作为起动器晶闸管触发角的修正量，避免在起动及停车过程中，因电机断ロ输入电压的变化而引起电磁转矩和电流的振荡，井能在保证起动转矩的同时加快电机起动速度。图8为系统软件流程图。系统初始化后开放外部中断，包括断相保护中断、相序检测中断、过/欠压保护中断和过流保护中断，并使能控制器内部的A/D转换器和软件滤波模块，随时准备将各相电压、电流互感器的采样值作A/D转换，并进行软件滤波，一旦发现断相、相序错误或者过流及过/欠压，立即警报并停机。按下起动按扭5秒后，开放定时器中断to。记录各相电压的每ー个过零点，将各相电压相邻过零点分别作为正/负向同步信号的起止点。同步信号的获得是为触发脉冲的产生提供一个时间基准，利用各相电压与电流值过零点的相位差求出各相功率因数角。最后利用液晶显示程序模块将三相电压、电流及功率因数值显示在液晶屏幕上。
由于起动时始终控制电流于ー个较低水平(为负载电机额定工作电流的2 3倍)，所以本发明控制的核心思想是“稳流”。对于电机这一高阶、非线性的被控对象而言，选用模糊控制替代传统的PID控制是合适的。但仅以电流为控制量还不够，因为起动时功率因数角の会随转速的提高而呈指数増加，在某些特殊的工作环境(如煤矿井下等)还会遭遇不同程度的电磁干扰，使电流波形发生严重的畸变，所以为使起动过程中保持较高的功率因数，有必要让功率因数角の作为另ー个控制量，控制方法仍需采用模糊控制。模糊控制表分别是以电流与功率因数角の为基本变量来编写。待“模糊控制表查询及反模糊化操作”中断结束后，将两结果求和，并进行D/A转换，然后返回主程序。键盘扫描中断为用户现场或者远程操控而专门设计，并负责系统的起、停控制。由于电机负载起动过程中，功率因数角逐渐增加，也就是说电网电压与电流的相位差是越来越大的。如果此时以不变的频率去触发接触器的话，不但功率因数越来越低，还会使起动过程电流冲击较大。为了解决以上问题，并提高起动速度，本发明的第一个控制量选择功率因数。具体的控制思想是建立ニ维模糊库，參数a为功率因数与前一时刻的差值，參数b为功率因数的变化率。设置a和b的取值范围，以及模糊库的真值表，以查表的形式完成该部分控制，生成第一触发脉冲变量。当然，软启动的根本是“软”电流起动，本发明的第二个控制量选则电流，目标是将其稳定在额定值的2-3倍直到起动结束。传统的控制电流方式是PID，尽管模糊控制在原理上要更适合电机负载，但考虑到控制器的响应速度等问题，现今很多电机负载场合仍选用PID0本发明之所以提倡选后者，是因为采用FPGA作为控制器，会从根本上解决理论与现实脱节问题。控制思想是通过电流传感器，或者电流采样模块实时检测电流值，并记录与前一时刻的差值，设为C，及电流的变化率设为d，由c与d组成ニ维模糊库，井根据具体电机的參数，设置模糊库真值表，得到第二触发脉冲变量。经过理论论证，启动过程中，第一触发脉冲变量与第二触发脉冲变量的矢量乘积为正，不会出现彼此抵消的状况，经过矢量相加后得到的触发脉冲变量为最终控制接触器通断的脉冲控制信号。需要说明的是本实施例中的ニ维模糊数据库为本领域人采用现有方法可建的数据库，本发明在此不再赘述。根据实际操作过程中对功率因数或电流的要求，随时修正和完善数据库，使其调节电流及功率因数达到设定值。模糊控制表分为电流模糊控制表和功率因数模糊控制表，其中电流模糊控制表基于电流变化量及电流变化率来编写，功率因数模糊控制表基于功率因数变化量和变化率来编写。值得注意的是，电流模糊控制表和功率因数模糊控制表均为三个，分别对应电机的R、S和T三相。在软启动控制过程中，对三相分别进行控制。本实施例同时将电流和功率因数作为控制量，所以起动过程中除了电流量能够ー直稳定在额定值的2 3倍以外，系统功率因数也能稳定在较高水平，为轻载节能提供了依据，而且起动速度快，避免了起动转矩发生频繁震荡而减少电机使用寿命。实施例四
基于实施例ニ中提出的三相异步电机软起动器，本实施例提出了该软启动器的控制方法，如图9所示，具体包括如下步骤信号采集步骤控制单元通过电压传感器和电流传感器实时采集电机的相电压和相电流。功率因数计算步骤控制单元通过所采集的相电压和相电流计算电机各相的功率因数，并计算该时刻的功率因数与前一时刻功率因数的变化值，及功率因数变化率。第一触发信号获取步骤，控制単元根据功率因数的变化值及变化率，查询功率因数ニ维模糊数据库，得到用于触发晶闸管的第一触发脉冲变量。第二触发信号获取步骤电流传感器采集的相电流输入给比较器的正向输入端，比较器将其与反相输入端输入的三角波信号比较后，输出第二触发脉冲变量给控制单元。触发信号叠加步骤控制单元将第一触发脉冲变量和第二触发脉冲变量相加后发送给该相晶闸管的驱动电路。电流及功率因数调节步骤晶闸管根据触发信号调整触发角，使电机的启动电流为额定电流的2 3倍，功率因数为设定值。由于起动初期功率因数较高，其后越来越低，所以本实施例中所说的设定值是保持在起动时的功率因数值。需要说明的是本实施例通过控制器进行功率因数控制，控制器通过计算相邻两采样时刻的功率因数变化量、及功率因数变化率来确定第一触发脉冲变量，具体的实现方法与实施例三中相同。本实施例还通过比较器进行电流调节，电流传感器采集的相电流输入给比较器的正向输入端，反向输入端输入有三角波信号，输入的电流信号与三角波信号比较后，输出第二触发脉冲信号，控制单元将第一脉冲触发信号和第二脉冲触发信号叠加后，发送给晶闸管的驱动电路，调整晶闸管的触发角，使电流和功率因数稳定在设定值。值得注意的是，在软启动过程中，本方法对电机的R、S和T三相分别进行控制。本实施例同时将电流和功率因数作为控制量，所以起动过程中除了电流量能够ー直稳定在额定值的2 3倍以外，系统功率因数也能稳定在较高水平，为轻载节能提供了依据，而且起动速度快，避免了起动转矩发生频繁震荡而减少电机使用寿命。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.ー种三相异步电机软起动器，包括 电压传感器，用于测量电机的相电压； 电流传感器，用于测量电机的相电流； 软启动器，连接于所述电机的各相绕组，包括ー组反向并联的晶闸管、以及与晶闸管并联的接触器； 其特征在干， 还包括控制器和驱动电路，其中所述控制器内设置有一控制单元； 所述控制単元与所述电压传感器电连接，用于接收所述电机的各相电压； 所述控制単元与所述电流传感器电连接，用于接收所述电机的各相电流；并且 所述控制単元通过所述相电压及所述相电流计算各相的功率因数； 所述控制単元通过所述驱动电路与所述软启动器中的晶闸管电连接，向所述晶闸管发送触发信号，以及 所述控制単元通过所述功率因数及所述相电流确定所述触发信号的频率。
2.根据权利要求I所述的三相异步电机软起动器，其特征在干， 所述控制器中还设置有三个比较器，其中， 所述控制単元与所述电压传感器和所述电流传感器电连接，用于接收所述电机的相电压和相电流； 所述三个比较器的正相输入端分别与所述电流传感器电连接，用于接收所述电机的各相电流，反相输入端均输入有三角波信号，所述三个比较器的输出端均与所述控制单元电连接。
3.根据权利要求I或权利要求2所述的三相异步电机软起动器， 其特征在干， 还包括显示装置，其中 所述显示装置与所述控制器相连接，用于显示所述相电压、相电流及各相的功率因数。
4.根据权利要求I或权利要求2所述的三相异步电机软起动器，其特征在干， 所述控制器内设置有相序错误检测单元、过欠压检测单元或过流检测单元。
5.根据权利要求4所述的三相异步电机软起动器，其特征在干， 还包括报警装置，其中 所述报警装置与所述控制器相连接，用于所述相序错误检测单元检测出相序异常、或者所述过欠压检测単元检测出所述电压异常、或者所述过流检测单元检测出电流异常时进行报警。
6.根据权利要求I或权利要求2所述的三相异步电机软起动器，其特征在干， 还包括电感，其中 所述电感与所述接触器串联，并且 所述电感的绕制方向和与其相连接的相绕组的绕制方向相反，以及 所述电感大小等干与其相连接的相绕组的等效电感，用于抵消该相电感。
7.—种权利要求I中所述的三相异步电机软起动器的控制方法， 其特征在于，包括， 信号采集步骤控制单元通过所述电压传感器和电流传感器实时采集电机的相电压和相电流； 电流变化量计算步骤控制单元计算该时刻采样电流与前ー时刻采样电流的变化值，及电流变化率； 第一触发信号获取步骤控制单元根据相电流的变化值及变化率，查询相电流ニ维模糊数据库，得到用于触发晶闸管的第一触发脉冲变量； 功率因数计算步骤控制单元通过所采集的相电压和相电流计算电机各相的功率因数，并计算该时刻的功率因数与前一时刻功率因数的变化值，及功率因数变化率； 第二触发信号获取步骤，控制单元根据功率因数的变化值及变化率，查询功率因数ニ维模糊数据库，得到用于触发晶闸管的第二触发脉冲变量； 触发信号输出步骤控制单元将所述第一触发脉冲变量和第二触发脉冲变量矢量相加后，发送给该相晶闸管的驱动电路； 电流及功率因数调节步骤晶闸管根据触发信号调整触发角，使电机的启动电流为额定电流的2 3倍，功率因数为设定值。
8.—种权利要求2中所述的三相异步电机软起动器的控制方法， 其特征在于，包括， 信号采集步骤控制单元通过所述电压传感器和电流传感器实时采集电机的相电压和相电流； 功率因数计算步骤控制单元通过所采集的相电压和相电流计算电机各相的功率因数，并计算该时刻的功率因数与前一时刻功率因数的变化值，及功率因数变化率； 第一触发信号获取步骤，控制単元根据功率因数的变化值及变化率，查询功率因数ニ维模糊数据库，得到用于触发晶闸管的第一触发脉冲变量； 第二触发信号获取步骤电流传感器采集的相电流输入给比较器的正向输入端，比较器将其与反相输入端输入的三角波信号比较后，输出第二触发脉冲变量给控制单元； 触发信号叠加步骤控制单元将第一触发脉冲变量和第二触发脉冲变量相加后发送给该相晶闸管的驱动电路； 电流及功率因数调节步骤晶闸管根据触发信号调整触发角，使电机的启动电流为额定电流的2 3倍，功率因数稳定为设定值。
全文摘要
本发明提出了一种三相异步电机软起动器及其控制方法。该启动器包括电压传感器、电流传感器、软启动器、控制器和驱动电路，控制器内设置有控制单元。电压传感器和电流传感器分别用于测量电机相电压和相电流。软启动器连接于电机各相绕组。控制单元与电压传感器电连接，用于接收电机的各相电压；控制单元与电流传感器电连接，用于接收电机的各相电流，并且控制单元通过相电压及相电流计算各相的功率因数；控制单元通过驱动电路与软启动器中的晶闸管电连接，向晶闸管发送触发信号；控制单元通过功率因数及相电流确定触发信号的频率。本发明将电流和功率因数同时作为控制量，控制过程中使电流量稳定在额定值的2～3倍，功率因数也能稳定在较高水平。
文档编号H02J3/18GK102655385SQ201210002060
公开日2012年9月5日 申请日期2012年1月5日 优先权日2012年1月5日
发明者孙延飞, 李智超, 郭继毅 申请人:三一重型装备有限公司