晶闸管移相式软启动原理质疑 点击:13878 | 回复:196



刘志斌

    
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楼主
晶闸管移相式软启动原理质疑
  
                           克拉玛依技师学院    刘志斌



摘要:晶闸管移相式交流调压电路不能应用于异步电动机的启动和运行,所谓的软启动原理在理论上是不成立的。

关键词:园旋转磁场、平滑转矩;幅值高次振动的旋转磁场、非平滑冲动式转矩;低功率因数、高无功损耗;高次谐波污染 … 。 


三相异步电动机启动电流大,对供电电网、同网设备、电动机本身的危害不言而谕。多少年来人们在解决异步电动机启动课题上,不断研究、实践,取得了很多科学的、实用的、巧妙有效的方法和设备。
近年来,由于电力电子技术的发展,人们早就期盼的科学、简单、有效、实用的变频设备成为现实,随心所欲地异步电动机变频调速、变频软启动技术在自动化、智能化控制及自动化设备上得到广泛应用。“软启动”成为现代工控技术最时髦的代名词。
晶闸管移相式直流调压、交流调压技术多年来广泛应用于直流电机调速,交、直流电焊等诸多方面。过去谁也没想着把它用到异步电机的启动上,因为大家都明白异步电机用的是正弦交流电。
可是现在工控市场上有了晶闸管移相式软启动设备和相关生产厂家,它们把晶闸管移相式交流调压技术用到异步电机的启动上,并冠以软启动这样最时髦的代名词。更叫人不惑的是广告、说明书上那些做宣传的忽悠之词,黑白不分、利弊颠倒叫人上当。
从三相异步电动机的工作原理看:只有三相对称正弦交流电产生的是园旋转磁场;产生的电磁转矩是连续、平滑的;影响异步电动机电流大小的主要因素是:① 转差率S;②电源电压Um;③阻抗Z; ④功率因数COSφ。
采用最新最先进电力电子技术的变频器,在对异步电动机软启动过程中电机电流可以控制的很小
    IQ ≤ IN,
原因是它实现了平滑地、随意地改变、控制三相对称正弦交流电源的频率f,从而平滑地改变定子园旋转磁场的转速n1,使其跟随转子的转速n2,始终保持其有一个非常小的转差率
S ≤ SN,
常用的传统降压启动设备是把电源电压 Um降低,使电动机在低电压下启动,减小电机启动电流,启动电流降为
IQ =(3-4)IN
高压鼠笼异步电动机启动方式中定子回路串电抗器、定子回路串液态电阻、转子回路串电阻 ,都是通过改变电动机阻抗Z、提高功率因数COSφ的方式减小启动电流。
总之,传统降压启动方法,不改变单一正弦交流电的基本性质(既频率不变),保证了园旋转磁场、连续平滑的电磁转矩的异步电机的根本属性不变,启动过程异步电机的原有机械特性不改变。
而晶闸管移相式软启动是改变正弦交流电压的波形,使之变为非正弦脉冲式交流电,通过调节其占空比(如图所示),来改变交流电的平均电压。其平均电压是可控的、平滑变化的。它加在异步电动机绕组上产生的磁场是一个旋转的幅值高次振动的磁场;其转子电磁转矩是一个大小高次振动的非平滑变化的冲动式的破坏性转矩。在机械方面产生(转子高频机械冲动,其冲动频率f机械 = 2f电源)震动,对电机和生产机械形成机械损害;在定子电磁转换中产生过电压,直接损害电机绝缘,减少电机使用寿命;从电能利用效率看,启动过程中电机处于低功率因数、高无功损耗、高有功损耗(转子高频机械震动)的状态。特别是平均电压越低(既控制角α越大,导通角β越小)存在的上述问题就愈加严重。





 
    
有的生产厂家声称自己生产的软启动箱具有节电、节能功能。实际上,这种占空比不断变化的非正弦脉冲式交流电作用在异步电动机上,与传统启动设备相比,功率因数COSφ更低,无功损耗更大。而且在负载率低时,晶闸管移相交流调压输出波形的占空比更小,高次谐波幅值比例增大,上述情况表现得更分明,不但不能节电,而是损耗更厉害。
异步电动机降低启动电流的一个主要目的就是减小大电流对电网的冲击,减小对同网设备的影响。而晶闸管移相交流调压电路输出的占空比变化的非正弦脉冲式交流电中,高次谐波对电网存在有害污染;对同网电气设备和通信、电视等系统的正常工作存在影响。不但不起好作用,而是起坏作用。
克拉玛依油田企业,有很多单位高价进了这种所谓软启动箱,没用几天,很快就被淘汰出局,统统换上了真正的软启动设备—变频器。
晶闸管移相式软启动这种未经过国家权威机构科学论证、实际检验的不成熟产品,违反了国家机电产品生产、销售的基本法规。它的流行将给企业正常生产造成不良影响,将造成社会财富的巨大浪费
http://bbs.wdewen.com/viewthread.php?tid=7675&extra=&page=1



zhengzheng

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发表于:2006-10-21 09:52:00
141楼
楼主的所有理论的建立的起点就是错误满篇.
1.频率100HZ.???
(50HZ中的两个正负脉动被说成敲打100次,三相可控硅桥式整流基础不及格)
2.电流为零.???
(不知电机只要转,绕组必有电流的道理)
3.总阻抗无穷大.???
(阻抗的大小与阻值和感抗相关,阻值一般1欧以下,感抗和频率有关,三相电的频率只有无穷高时XL才是无穷大,目前最常见的交流中3,5,7,11次的奇次协波成分对用电质量有关,而这些协波分量对高频交流有影响,占主体地位的50HZ交流电来说,就不可能有总阻抗无穷大之说.)
4.功率因素为零.???
(因为功率因素角是所有电流空间失量和与电压空间失量和的夹角,就不可能有90度的角,把纯感性的电角度替代空间失量的电角度,不知绕组 还有纯阻性的存在.也没有功率因素为零的可能)
5.电压和电流的瞬间值计算代提电流电压的有效值计算.???
6.计算时只有纯感性的定子电流分量决定一切.其他作用为零.???
如电压和来自电机转子的电动势的失量和及绕组总电流是个分量电流的失量和都不算,这严重被离了这电工的两大基本定律(基尔霍夫定律及二端网络定律)和电磁理论.
7.软起的控制还是60年代的可控硅调压???.
 楼主不知除了最初的开环调节外,忽略了电流闭环控制,自适应控制,自学习功能,总线通迅过程监控,软起的软停,软起的各参数的实时监测,内置旁路触点的小型一体化对新型软起的生命有了很大的改观.不知软起是除了变频外的又一系列的电机智能控制器.
8.软起动是骗局???.
 (软起的主要功能就是起动,节能功能还得看场合.而且大多数软起并没有节能功能.只有专门有这类算法的在线式软起在特定的窄犯围内通过合理的控制方法有一定的节能功能(如起升设备和部分抽油机).
9.软起动的输出电压从起动到电机运行始终是380V,不信用指针表测?????????,所以是骗人的是直接起动不如他自己画的自藕减压图.这是楼主的观点
  大家用过软起,只要设定对的,是上面这个情况吗?,我本人用过,电压变化是连续的.除非楼主是菜鸟,就不会用软起.
.....................................................................................
   以上是本人总结楼主的谬论,由于太多.许多无数谬论和错误,很多的网友都提出了,本人不能一一罗列.希望行内人士把楼主的错误四处转贴.因为楼主的谬论在人民网乱贴.这样的谬论,伪理论对真科学的挑战,误人子底.

zhengzheng

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发表于:2006-10-21 09:53:00
142楼
楼主的所有理论的建立的起点就是错误满篇.
1.频率100HZ.???
(50HZ中的两个正负脉动被说成敲打100次,三相可控硅桥式整流基础不及格)
2.电流为零.???
(不知电机只要转,绕组必有电流的道理)
3.总阻抗无穷大.???
(阻抗的大小与阻值和感抗相关,阻值一般1欧以下,感抗和频率有关,三相电的频率只有无穷高时XL才是无穷大,目前最常见的交流中3,5,7,11次的奇次协波成分对用电质量有关,而这些协波分量对高频交流有影响,占主体地位的50HZ交流电来说,就不可能有总阻抗无穷大之说.)
4.功率因素为零.???
(因为功率因素角是所有电流空间失量和与电压空间失量和的夹角,就不可能有90度的角,把纯感性的电角度替代空间失量的电角度,不知绕组 还有纯阻性的存在.也没有功率因素为零的可能)
5.电压和电流的瞬间值计算代提电流电压的有效值计算.???
6.计算时只有纯感性的定子电流分量决定一切.其他作用为零.???
如电压和来自电机转子的电动势的失量和及绕组总电流是个分量电流的失量和都不算,这严重被离了这电工的两大基本定律(基尔霍夫定律及二端网络定律)和电磁理论.
7.软起的控制还是60年代的可控硅调压???.
 楼主不知除了最初的开环调节外,忽略了电流闭环控制,自适应控制,自学习功能,总线通迅过程监控,软起的软停,软起的各参数的实时监测,内置旁路触点的小型一体化对新型软起的生命有了很大的改观.不知软起是除了变频外的又一系列的电机智能控制器.
8.软起动是骗局???.
 (软起的主要功能就是起动,节能功能还得看场合.而且大多数软起并没有节能功能.只有专门有这类算法的在线式软起在特定的窄犯围内通过合理的控制方法有一定的节能功能(如起升设备和部分抽油机).
9.软起动的输出电压从起动到电机运行始终是380V,不信用指针表测?????????,所以是骗人的是直接起动不如他自己画的自藕减压图.这是楼主的观点
  大家用过软起,只要设定对的,是上面这个情况吗?,我本人用过,电压变化是连续的.除非楼主是菜鸟,就不会用软起.
.....................................................................................
   以上是本人总结楼主的谬论,由于太多.许多无数谬论和错误,很多的网友都提出了,本人不能一一罗列.希望行内人士把楼主的错误四处转贴.因为楼主的谬论在人民网乱贴.这样的谬论,伪理论对真科学的挑战,误人子第.

颜红兵

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发表于:2006-10-22 10:11:00
143楼
晶闸管移相起动大多用在加热器上,电机起动还是用变频器好.

颜红兵

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发表于:2006-10-22 10:30:00
144楼
好啊,讨论可以共同提高啊

如火

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发表于:2006-10-23 13:06:00
145楼
 以下为中国工控网特聘专家高越农的回复,特贴过来供大家分析:

晶闸管软起动不是骗局
看了”骗局”的争论,也来说几句.
1   因为晶闸管软起动在某些运用场合出了问题,被”淘汰出局”了,就从现象上升到理论,认为晶闸管软起动是骗局,认为晶闸管产生的转矩”相当于一个每秒100次的内燃机和活塞对曲轴做功”.这样的说法是不正确的.
2 我建议有兴趣的读者们化一点和时间学习关于电机的基本知识.电机每相电流当然是50赫兹的,它对轴的作用,当然也应该是每秒50或100次.电动机怎么就会转起来了呢?电机学会告诉你,它转起来的原因是旋转磁场和电磁转矩.
3 晶闸管软起动器之所以也能让电机转起来的原因是它也能产生旋转磁场.晶闸管的参与,使电机电流的波形变化了,不再是正弦波了,也就是有了谐波.尽管如此,电流波形里还是会有50赫兹的正弦波成分,叫做基波,基波电流产生旋转磁场和电磁转矩的机理完全和电机学里介绍的一样.相比之下,晶闸管引起的谐波远比基波小.
4 晶闸管软起动是通过导通角大小控制电流的,可以避免直接起动引起的电流和转矩冲击,因而,在其适合应用的范围内,得到了广泛的应用.对于在某些场合下的故障,应该采取具体分析的态度

民族英雄

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发表于:2006-10-25 15:55:00
146楼
建议楼主尽快先抽干水,以便众人献赏“精华”。版主为何视而不见,见尸不拾;工控网应紧接赞助一套水泵(采用软起动控制)救救楼主,否测会最终形成楼主脑部积水。

海上明月

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发表于:2006-10-25 16:57:00
147楼
这个主题太火了,本人初次看到。用软启动器也很长时间了,没有分析那么多,看了也有一些想法。但老外的办事态度是很严谨的,他们也有软启动器。

juta

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发表于:2006-10-26 11:43:00
148楼
不错

ZSS

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发表于:2006-10-31 07:51:00
149楼
好在历史是人民写的。群众的眼睛是雪亮的

I&YOU

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发表于:2006-11-05 11:29:00
150楼
支持刘志斌:那些骗走了国人血汗钱的帮凶们,到底有多少能进你们的腰包!!!!?不过是吃了人家扔掉的一块没有肉的骨头。

冠宇科技

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发表于:2006-11-06 15:43:00
151楼
 我公司是HYM系列产品(通过国家权威微电子产品检测机构的检测;质量体系通过ISO9001:2000认证)北京办事处,其中包括高性能低功耗实时时钟系列、双通道低功耗增益控制电路系列、增益控制电路系列、电源管理电路系列、白光LED升压型变换器系列、电能计量电路系列、LCD驱动电路系列、RS232接口转换电路系列以及光纤信号处理电路系列等芯片。产品主要应用于:安防系统、电子计费系统、电子收费系统、背光源驱动系统、LED显示系统、LCD驱动系统、电子管理系统、音响系统、“三表”系统(智能电表、水表、气表)以及开关电源、GPS、GPRS定位器等。
电话:010-82934268
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发表于:2006-11-09 03:30:00
152楼
   我公司代理的法国CELDUC固态继电器和可控硅软起动器全部采用DCB技术和TMS平方技术生产,热循环寿命达到15000cycles,引领继电器技术的革命!欢迎新老客户来电咨询.
   广州艾可自动化设备有限公司
   电话:020-38207363
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发表于:2006-11-09 03:36:00
153楼
读刘先生的帖真的是获益非浅,今后还要向毛主席学习"洋为中用"!拿来主义对我们伟大的祖国一定是事半功倍,所以还请各位高人多多开发出适合国情的产品,不要太贵,要比外国先进.

lly

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发表于:2006-11-10 18:36:00
154楼
1、为什么SCR直流调压用于直流电机可实现软启动、平滑调速,就是因为没有无功功率、功率因数的问题;n与U是正比关系;
    2、为什么SCR交流调压用于热控、光控可实现自动平滑控制,就是因为没有无功功率、功率因数等于1的问题;P = U×I;
    3、为什么传统降压启动可大幅度降低异步电机启动电流,原因就是降压不降功率因数;M = U×I×COSφ;
    4、为什么SCR交流脉冲作用于异步电机就不能降压启动,原因是降压、又降功率因数,电磁转矩以3次方的速度急剧下降;电机无力启动;
    5、SCR软启搞了这么多年,总是在风机这样的负载上打转子,原因就在于此;
    6、由于SCR降压又降功率因数,电机无力启动,只有在电压接近正弦波、数值接近全压时电机才可启动,你只要用交流电压表测一下电机实际启动时的电压即可证明我的结论是否确!!!

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我觉得很有道理啊
特别是第5条, 曾经有个项目有业主硬要在皮带机上用软启动,总共有12台,开始几乎不能用,经常启动不起来,后来把参数改成“陡动”,一条皮带相当于一开始“砰”跳一下,然后慢慢启动,怪吓人的,才基本正常,业主不满意,也没办法,谁叫他硬要在皮带机上要求软启动呢。坏过返修5台,不幸中大幸也,用的是AB SMC系列,AB的东西保护功能就是多,最多烧自己,不会烧别人,也不会爆炸。
   曾柳州某大厂某设备科长跟我说,欧洲某跨国公司的几十台变频同时爆炸,MCC场面壮观,而同时使用的其他没问题啊,最后这个公司分析的原因责任竟全在业主,业主又订了几十台,该公司的商务能力真TMD强。所以后来有个项目用了这公司的变频、软启动,真TMD怕怕啊,好在都是些大水泵类,除变频修过几次外,还基本正常。
   应用经验,重载设备一定不要用软启动,如果甲方一定要用,合同条款要注明。软启动也放大一档选择,还要独立加热保护,旁路一般软启动自己带,考虑有可能故障,最好还要接触器旁路。

大圣.齐天

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发表于:2006-12-04 20:52:00
155楼
大家对牛弹琴都挺累的,不要再回他的贴,清净清净耳根和视听!!

大圣.齐天

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发表于:2006-12-05 11:57:00
156楼

民族英雄

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发表于:2006-12-06 16:45:00
157楼
  正常的人会说1+1=2,脑部严重积水的人在算错的时候认为不等于2,所以它僵持1+1不等于2,为证明自己观点的正确性,它会反问1+1为什么等于2。听说上海野生动物园正在培训某类动物的计算能力,建议大家行动起来赞助楼主相关培训费用。

gongkongedit

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发表于:2006-12-28 19:39:00
158楼
使用变频器作软启动,不仅有高次谐波的污染,而且对电动机的绝缘提出了更高的要求.

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发表于:2007-01-08 19:06:00
159楼
哈哈   愚人自愚啊  

焦荔

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160楼
我要好好的学习学习的,只要我打开工控网我会好好的学习呢,一直要搞懂它

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