单相供电时三相电机低成本软启动方法研究

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1、电气传动2009年第39卷第4期ELECTRICDRlVE2009Vo1.39No.4单相供电时三相电机低成本软启动方法研究赵美芬,杨晓峰,郑琼林,郝瑞祥(北京交通大学电气工程学院,北京100044)摘要:提出一种基于晶闸管控制的电路拓扑结构,采用分级变频控制策略,实现了三相异步电机在单相供电条件下的分级变频软启动,并对单相供电与三相供电的软启动方法进行了比较。仿真和实验结果都表明这种软启动控制策略不仅可以降低电机的启动冲击电流,而且能够保证电机有足够的启动转矩。关键词:单相供电;三相异步电机;分级变频

2、软启动;8G电力机车中图分类号:TM301.2文献标识码:AStudyonLow—。costSoft—‘startingMethodforThree’phaseAsynchronousMotorConnectedtoSingle—phaseSupplyZHAOMei—fen,rANGXiao—feng,ZHENGTrillionQ.,HA()Rui—xiang(SchoolofElectricalEngineering,BeijingJiaotongUniversity,Beijing100044,Ch

3、ina)Abstract:Anewcircuittopologybasedonthyristorcontrolwasproposedanddiscretefrequencycontrolstrategywasadopted,whichrealizesoftstartingofthree—phaseasynchronousmotorconnectedtOsingle‘phasesupply.Also,thesoft—starterswithsingle—phasesupplyandthree—phases

4、upplywerecompared.Boththesire—ulationandexperimentalresultsindicatethatthismethodcannotonlyreducestartingcurrentbutalsoobtaine—noughstartingtorque.Keywords:single—phasesupply;three—phaseasynchronousmotor;discretefrequencysoft—starting;8Glo—comotive比率也为k,

5、降压后的启动转矩仅为全压启动转1引言矩的1/kl。为了提高启动转矩,人们又提出采我国从原苏联进口的8G电力机车自1989用晶闸管实现的降压变频软启动和变频器启动,年投入运用以来,辅助电机烧毁严重,这和8G型从启动性能上来讲,利用变频器启动是最理想的机车的辅助电路系统有很大关系u]。原8G型机启动方案,但从成本上考虑,将变频器用作启动装车的辅助电路系统是在单相供电下靠电容分相来置是很奢侈的J。直接启动辅助电机的,在这种情况下辅助电机实本文提出一种低成本的软启动方案,利用8G际上是三相电机作单相启动,如图1

6、所示。这种机车上已有的分相电容,采用晶闸管分级变频软启动方式使得启动电压畸变大、电流大、温升高、启动方法,实现了三相异步电机在单相供电时的振动大]。软启动,不仅抑制了启动电流,而且有足够大的转矩来启动机车上的风机负载。2分级变频原理分级变频软启动方法是通过巧妙地控制晶闸管的触发顺序,在改变电压的同时改变交流电的图18G型机车辅助电机启动电路原理图频率,实现高转矩的恒压频比控制软启动。要将Fig.1Schematicsofassistantmotorof8Glocomotive单相交流电进行交一交变频,只

7、能实现1/n分频。传统软启动器通过降低电压来抑制启动电方法是通过晶闸管控制交流电的通断,将周期流,假设降压比为k,则电动机的启动电流降低的交流电合为一个周期,其正半周时只让正向半波作者简介:赵美芬(1982一),女,硕士,Email:zhujul10@sina.corn58赵美芬,等:单相供电时三相电机低成本软启动方法研究电气传动2009年第39卷第4期导通,负半周时只让反向半波导通。图2是频率该启动方案的主电路主要由7只晶闸管为25Hz和10Hz时的分级变频原理图,图2中VT1~VT(VT和VT2,V

8、T。和VT,VT和只给出一相电压的波形。在图2a所示的f/2频VT分别反并联)和一个分相电容C组成。在25段,分频以后的电压波形用虚线表示,由于在一个Hz以下开关S处于闭合状态将电容c旁路;当周期中有0.2S的时间电压为零,这样不仅使得频率由25Hz向50Hz切换的时刻同时打开开关电压频率变为原来的1/2,幅值也变为原来的S,将电容C接入主电路;当电机在工频下的转速1/2;在图2b所示的f/5频段,电压频率变为原达到额定转速的90左右时,再

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