软启动器控制

在工业工程设计中，通常电动机容量≥45KW

一、软起动控制原理及过程

软启动SIMADYN D数字控制系统应用矢量原理，并通过系统的开环和闭环控制来实现对软启动过程的控制，采用失量控制方式的目的，主要是为了提高变频器的动态性能。根据交流电动机的动态数学模型，利用坐标变换的手段，将交流电动机的定子电流分解成磁场分量(电流)和转矩分量(电流)，并分别加以控制，即模仿自然解耦的直流电动机的控制方式，即对磁场分量和转矩分量分别控制，以获得类似于直流电机调速的动态性能。

在矢量控制方式中，磁场电流实际值和转矩电流实际值可以根据测定的电机定子电压、和电流的实际值经变换计算求得。磁场电流和转矩电流的实际值与之相应的设定值进行比较和调节。

开环控制包括:电机速度≤5%额定转速时控制;开、合短路器的控制;压力、温度、各种保护连锁之间的逻辑控制。

闭环控制包括:电流控制与速度控制;系统的设计成带电流闭环控制的速度环控制，即双闭环系统;通过控制电源侧的整流器，电机流过相应的电流，以获得保持电机转矩所需的力矩。

电机定子通过逆变器流入方波电流。电机转子中通过磁场电流，由于转子的旋转，产生空间变化的磁场，在电机定子中产生感应电势。在低转速时，励磁电流保持不变，定子电压只与转速成正比。为了确定定子电流的顺序(逆变器晶闸管触发的顺序)，定子电压被测量(绝对值、相角)，然后产生逆变器的触发脉冲，逆变器自然换相，换相电压由同步机提供。在0~5%额定转速时，电机电压很低，不能实现自然换相，为保证逆变器可靠的换相，采用直流脉动技术。周期地将直流环节电流降低到零，逆变器晶闸管按设定值周期地触发，带动转子旋转。当电机电压较高时，就可以实现自然换相。逆变器的晶闸管从一相到另外一相的触发信号由同步电压获得。同步电机电压过零点被测量，并作为电机侧逆变器的触发信号。这样也保证了电机侧逆变器的晶闸管触发永远与电机电压同步，以使同步机始终保持同步。当电机的实际速度小于设定的速度时，速度检测器将输出信号到电流控制器，电流控制器改变整流器晶闸管的触发角，增大输出直流电流，电机转矩增加，电机速度增加，直到电机的电磁力矩与负荷力矩平衡。当电机转速达到准同步转速时给同步器信号，同步器开始进行检测，比较、当满足同步条件时，由同步器发出指令合上断路器，同步电机并网，软启动器退出，完成软启动过程。

软启动开闭环控制都在SIMADYN D控制系统实现。全部控制功能文件安装在八个处理器中，每个处理器执行特定任务的功能包，功能包的功能用参数和STRUC G图来定义。

时，就会采用软启动方式，

那么，软启动究竟是怎么回事呢？它又是如何运用在电气上的呢？

二、功能包

SIMADYN D系统中还包括建立处理器与外围设备通讯@—FP功能包。 (1) 模块SE21.2:处理器PS16与电机侧晶闸管的接口模块，用来测量实际值与检测值及晶闸管的状态;

(2) 模块SE48.1:处理器PM16与电源侧晶闸管的接口模块，用来测量实际值以及晶闸管的状态;

(3)模块SA60:同步模块，用来测量电机电压，经计算产生脉冲的同步信号; (4)模块SAV22:触发模块，通过光纤与晶闸管连接(实现控制设备与高压设备隔离)，给晶闸管触发信号，同时用光信号可对晶闸管状态进行监视; (5) P1(PM16):完成速度的闭环控制和相应相序控制; (6) P2、P3(PG16):进行电源侧的晶闸管的闭环控制; (7) P4(PS16):进行电机侧晶闸管的控制; (8) P5、P6(PM16) :完成启动过程的诊断; (9) P7、P8(PM16):进行可控硅的状态诊断; (10) CS7:通讯模块;

(11) EM11:模拟、数字量混合输入输出; (12) EA12:模拟量输出。 (13) TS12:触发模块。

三、电机启动过程的顺序控制

(1) 检测主机与辅机设备开机条件;

(2) 由DCS发出开机命令给S7-300(电机运行PLC); (3) S7-300发启动命令给SIMADYN D; (4) SIMADYN D合启动升降变压器断路器; (5) 检测断路器已合上; (6) 开闭环控制; (7) 加励磁;

(8) 检查励磁是否正常;; (9) 发启动的触发脉冲信号; (10) 电源侧晶闸管加触发脉冲; (11) 电机侧晶闸管加触发脉冲; (12) 同步器检测同步;

(13) 同步后，由同步器发出入网命令。