3.1 交流电动机软起动参数计算基础
3.1.1 交流电动机软起动转矩平衡方程
交流电动机软起动转矩平衡方程也称电动机惯性系统运动方程。
当负载转矩为ML，电机转速额定值为N时，电动机惯性系统运动方程为
MB＝ • •
＝ • (kg•m) (3-1)
式中MB 加速转矩＝MM — ML (kg — m)；
MM 电机转矩 (kg — m)；
ML 负载转矩 (kg — m)；
GD2电机飞轮转矩＋换算到电机轴上的负载飞轮转矩；
N 转速（转／分）；
T 时间（秒）；
g 重力加速度m2/s。
3.1.2 加速、减速时间的确定
由式3-1可知由于由零速加速至速度N所用的时间t
t＝ ∫N (3-2)

根据式3-2，如能给出加速转矩MB，则能求出加速时间t加，而若给出减速转矩，则能求出减速时间t减。若计算式3-2积分时，以最简单的情况，当阻力矩ML＝常量，GD2为常量，则
t＝ (3-3)
实际上考虑到转矩的变动，转矩M用其平均值给出。
下面举例说明：
例一：一传送带的传动电机3.7KW,四极电机，归算到电机轴上的转动总惯量GD2＝0.212kg•m2，负载转矩最大MLmax＝1.5kg•m，最小负载转矩MLmin＝1.2kg•m；求电机加、减速时间。
解：求取速度变化差ΔN（其中0.03为转差率）
ΔN＝ (1－0.03)－0 ＝1450转／分
求取电机电磁转矩MM
MM＝ ＝2.49kg•m.
求取加速时间
t加＝ ＝1.07秒
其中系数1.1为实际整定加速系数。
求取减速时间t减
t减＝ ＝0.13秒
其中系数0.2为减速系数
显然本例讨论的是负载转矩为恒值常数。而对平方转矩负载，可见下例。
例二：平方转矩下的加减速时间计算
由于平方转矩的性质，负载转矩随速度大幅度变化，仅用平均加、减速转矩做为加速时的做功转矩，是不合适。为此提出下面公式：
加速时间t加＝ （秒） (3-4)
其中MAmin最小加速转矩(kg•m)
Nmax最高转速（转／分）
减速时间t减
t减≥ （秒） (3-5)
其中NAmin最小减速转矩(kg•m)
式中NAmin，NDmin可用图表示（图3-1）
实际上除设计者外，多数都不计算，这里给出的只是工程整定前的预置参数。
3.1.3 惯性转矩GD2
惯性转矩有时也称飞轮转矩，它是为使静止物体在一定时间内加速到某一速度时物体质量的度量，他与物体质量形状有关，工业应用的是以kg•m２为单位。一般在软起动参数整定时都要求设计者给出这一数值，本手册本章也给出通用负载的GD2参数值范围。这里还需指出的是,若电机通过齿轮机与负载相联，那么在GD2计算时，要考虑减速比的折算。
如设减速器的效率100％。
电机侧减速齿数G1，负载侧减速齿数G2
则 N2＝ •N1
M2＝ •M1
(GD2)＝( )2 • GD2
其中：G齿轮齿数；
M2 ，M1负载侧，电机侧转矩；
N2 ，N1负载侧，电机侧转速。
3.2 采用软起动时基本参数工程整定

3.2.1 斜坡电压起始值
斜坡电压起始值Us如图3-2所示，在计算中引用的参数定义见图3-3。

Us＝UN× （3-6）
其中MLO --- t＝0时负载转矩
MLO＋0.15MN --- t＝0时加速转矩
MA --- t＝0时全压起动时电机转矩
与US起始电压对应的起始电流IS
IS＝ID× （3-7）
其中IS — 施加起始电压后的起始电流
ID — 全压起动时的起始电流
式3-6是根据图3-3所示，使电机由某一速度加速到某一速度，转速变化量Δn时，所需加速转矩MBOS。再根据电动机端电压与转矩关系（式1-1）ΔMαΔU2，转换推导出。关于MBOS工程上设定为：
MBOS＝MLO＋0.15MN （3-8）
即是说要在负载转矩MLO基础上留有15%MN额定转矩的富裕。（见图3-4）


end： 引用　　 加为好友　　 发送留言 　　2006-10-28 23:27:00
按负载转矩与负载转速的关系M=f(n)特性确定控制方式。按M=f(n)的关系可分下列四类（见图2－1）。它们是转矩与转速平方成正比，记为Mαn2；转矩与转速成正比，记为
Mαn；转矩与转速成反比，记为Mα1/n;转矩为常数。下面分别介绍这四种典型特性下的软起动控制问题。
2.1.1 Mαn2
负载转矩M与转速的平方成正比，记为
Mαn2
它在工业设备中，相对应的代表机械就是离心式水泵及离心风机。这里要指出的是：不是所有的泵或风机都满足Mαn2的关系。例如罗茨风机只满足Mαn的关系。下面列出泵的种类及用途，风机的品种及用途。


涡旋离心泵
离心式
轴向离心泵
涡轮型

斜流式

轴流式－轴向轴流泵
往复式－活塞泵
容积型 齿轮泵
旋转式 叶往泵
螺旋泵
泵 的 分 类
送水泵 冷却水泵 洒水设备
取水泵 扬水泵 喷水设备
污水泵 循环泵
污泥泵 泥浆泵
配水泵 热交换器
冷水泵 冷却泵
排水泵 液体搬运设备

泵的主要用途

离心式 多翼风扇
涡轮型 经流风扇
轴流式 涡流风扇

往复式 — 往复压缩机
风机 容积型
罗茨鼓风机
旋转式 可动翼压缩机
螺旋压缩机
特殊型
风 机 种 类

换气扇 仪表风扇
冷、暖房设备 冷风扇
冷却塔 锅炉送、引风机
屋顶风扇 机械冷却风扇
干燥机 空气搬运设备
集尘机 吹气分选机
加热炉风机 空气压缩传送机

风 机 用 途
上述各类泵中，只有涡轮型属于Mαn2特性，往复泵等容积式泵则不属于Mαn2特性。而风机中往复式及旋转容积型—罗茨鼓风机不属于Mαn2特性。
对于风机、泵类由静止状态起动瞬间要克服轴承摩擦转矩（大约为额定转矩的30-40%甚至50%），对那些在泵 、风机流体输送管道中的控制阀门或档板的开放与关闭同样造成静压，也影响起动转矩。
对于它们的动态转矩，也即GD2 转动惯量，也是软起动工程应注意的指标，对泵－电机传动系统其GD2 为泵电机的20～80％，面对风机－电机传动系统其风机的GD2，则是电机的10∽200倍。这也是在起、停过程中重要技术数据。如GD2大，则给定加速时间就要长些。同时，由于惯性存在，在停止操作后，要有联锁，在完全停止前，不能再起动。
各类泵的控制，需设相位保护及慢速停车控制（软停车），各类风机控制时，需有停机制动及过载保护。
对于利用软起动装置起动这类设备，一般采用转矩斜坡（较大容量）。


在图2-2、图2-3还给出了正确控制和非正确控制