电机软启动器启动时间的计算

4 　结语 真空断路器在开断电动机时 ,易产生较高倍数 的操作过电压 ,特别是在开断启动状态电动机时 ,会 产生高于 3 倍的危及电动机绝缘的操作过电压 ;普 通 ZnO 避雷器能有效地限制其相对地的过电压 ,但 对于相对相的过电压几乎不起作用。组合式 ZnO 避雷器作为相对地与相对相的保护 ,均可得到满意 的效果。 参考文献 : [1 ] 　李启盛. 中性点非有效接地系统中氧化锌避雷器技术 条件问题[J ] . 电力技术 ,1991 , (10) . 收稿日期 :2001 - 12 - 27 作者简介 :周　莉 (1964 - ) ,女 ,1985 年毕业于淮南工业学院电气自 动化专业 ,现在淮南工业学院从事教学和科研工作。 文章编号 :1671 - 251X(2002) 02 - 0042 - 02 电机软启动器启动时间的计算 陈和权 (天地科技股份有限公司常州自动化分公司 ,江苏 常州 　213015) 　　中图分类号 :TM573 　　　文献标识码 :B 　　摘要 :对软启动器的启动时间及过程进行了 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ,并给出了相应的计算 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 。 主题词 :电机 ;软启动器 ;启动时间 ;计算 1 　前言 在电机软启动器的 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 选型中 ,人们往往 只注意软启动器功率和电压的选择 ,对于软启动时 间则不太在意 ,而软启动时间的长短对系统性能有 较大的影响。以胶带输送机为例 ,如果软启动时间 太长 ,要求馈电开关的容量相对较大 ,电机会产生不 必要的温升、启动特性太软导致启动失败等 ;启动时 间太短 ,起不到软启动的效果 ,对电网的冲击较大、 对传送带及工作机械和被传送物体也有较强的机械 冲击。所以合理选择启动时间 ,对合理配置软启动 器很重要。本文就笔者在研制和推广软启动器过程 中整理出的软启动时间计算方法作一介绍 ,供大家 在设计选型中参考。 2 　计算软启动器的启动时间 2. 1 　理论依据 电力拖动系统转动方程 : M - ML = J ×dΩ/ d t (1) 式中 : M 为电机力矩 ; ML为负载力矩 ; J 为系 统转动惯量 ; dΩ/ d t 为角转速的变化率 ,其中Ω = 2πn/ 60 = (1/ 9 . 55) n , n 为线速度。由 (1) 式可知 , M - ML > 0 时 ,系统才能得到一个加速力矩。从开 始启动到系统达到额定转速则需要一定的时间 ,该 时间可按下式计算 : tA = 2πJ Tot∫ n N 0 1 MB ( n) d n (2) 　　式中 : tA为总的启动时间 ; nN为电机的额定转 速 ; MB ( n) 为电机转速为 n 时的加速力矩 ; J Tot为电 机和负载的转动惯量 (此参数可查电机手册和系统 设计手册得到) ; MB为加速力矩 ,是电动机力矩 M M 与负载力矩 ML之差。 MB ( n) = M M ( n) - M L ( n) (3) 式中 : M M ( n) 为电机转速为 n 时的电机力矩 ; M L ( n) 为电机转速为 n 时的负载力矩。如图 1 所 示。 图 1 　电机、负载及软启动加速力矩特性图 由 (3) 式可以看出 ,为了计算出启动时间 ,必须 提供电机和负载的力矩/ 速度特性曲线 ,而电机转矩 ·24· 　　　　　　　工矿自动化 2002 年第 2 期 M M ( n) 和负载转矩 M L ( n) 的特性曲线 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 达式通常 是以数值表给出 ,典型的近似方法是把电机和负载 的力矩/ 速度特性曲线细分成 K 份 (一般分成 10～ 15 个特性点) ,参见图 2。为了计算方便 ,假设在每 个等分上加速力矩为常量。每份时间由下式计算 : t i = 2πΔn i ×J Tot/ MB i (4) 　　式中 : t i为第 i 个时间片的时长 ;Δn i 为第 i 个 时间片的速度增量 ; MB i为第 i 个时间片的加速力 矩。因此 ,只要分别求出 i 个时间片的时长 ,整个启 动时间 tA可以近似地用加法来代替积分计算出来 : tA = 2πJ Tot ∑ K i = 1 Δn i / MB i (5) 图 2 　给定电机和负载力矩 - 速度量化数值特性图 2 . 2 　初始阶段 对第一段速度增量Δn1 ,电机所需的加速时间 : t1 = 2πJ TotΔn1/ MBOS (6) 式中 :Δn1 为第一时间片电机的速度增量 , MBOS为启动开始时由软启动器提供的加速力矩 ,此 值可根据工作机械的工艺要求确定 (如图 1 所示) 。 软启动在整个启动过程中 ,启动加速力矩 MBOS 应大于 15 %M N0 (电机的额定转矩) ,这样 ,才会驱动 启动器自然、平稳地加速 ,而且电机也不会产生不必 要的温升。同时 ,用软启动器进行启动 ,必须考虑一 个影响因素 ,就是电动机的电压受软启动器的控制 而发生变化 ,即通过软启动可以改变电机端电压。 由于转矩与加在电机端电压的平方成正比 ,改变电 机端电压 ,即改变了启动转矩。通过软启动器提供 的加速力矩 MBOS ,可以计算出所需启动的初始电流 和初始电压值。如图 1 和图 3 所示。 U ini = U N ( MBOS + ML0) / M M0 (7) 　　式中 : U ini为软启动初始电压 ; M L0为负载初始 力矩 ; U N为额定电压 ; M M0为电机在额定电压下启 动的初始力矩。 电机的端电压与电流成线性关系 ,有 : Iini ( s) = Iini U ini/ U N (8) 　　式中 : Iini为直接启动的初始电流 ; Iini ( s) 为用 软启动器启动时的初始电流。这为第二阶段的计算 提供了方便。 图 3 　电压特性曲线 2 . 3 　第二阶段 同样 ,第二段速度增量为Δn2 ,电机所需时间 : t2 = 2πJ TotΔn2/ MB1 (9) 　　式中 : MB1为电机经过第一段Δn1 的时间 t1 之 后得到的加速力矩 , 它使电动机得到一个端电压 U term ,在该电压作用下产生的加速力矩 : MB1 = ( U term/ U n) 2 M M1 - ML1 (10) 　　式中 : U term为 t1 结束时的端电压 ; M M1为 t1 结 束时的电机力矩 ; M L1为 t1 结束时的负载力矩。 经过第一段Δn1 的时间 t1 之后 ,根据图 3 ,施 于电动机端电压可用下式计算 : ( U term - U ini) / ( U N - U ini) = t1 tA (11) U term - U ini = t1 tA ( U N - U ini) (12) U term/ U N = t1 tA 1 - U ini U N + U ini U N (13) 在 t2 时间区内 ,电流将按下式变化 : Iini ( s) 1 = IA U term/ U N (14) 2 . 4 　时间求和 在接下来的计算中 ,采用叠代法 ,按照 (10) ～ (14) 可算出加速力矩 MB2 ,依照 (9) 式可算出电机 在第三段速度增量Δn3 所需时间 : t3 = 2πJ TotΔn3/ MB2 (15) 　　依此类推 ,计算出下一时间片的电流变化 ,算出 加速力矩 MB3 、MB4 、MB5 、MB6 ⋯MB k ,就可算出相 对应的时间片长 t4 、t5 、t6 、t7 ⋯t k , 总的启动时间 为 : tA = t1 + t2 + t3 + t4 + t5 + t6 + t7 + ⋯+ tk (16) 　　直到前一时间片和后一时间片的电流不再有变 化 ,或 U term和 U N相等 ,软启动过程结束 ,则完成了 整个软启动过程的时间计算。 收稿日期 :2001 - 11 - 12 ·34·电机软启动器启动时间的计算 　·陈和权