[发明专利]一种离散变频软启动方法及软启动器

说明书

本发明公开了一种离散变频软启动方法及软启动器，其软启动方法包括步骤：一、设定启动过程的子频段和启动时间阈值，二、子频段的启动，三、子频段的启动，四、子频段的启动，五、子频段的启动，六、子频段的启动，七、斜坡电压软启动，八、启动结束；其软启动器包括微控制器、本质安全型电源模块、液晶触摸屏和通信模块，微控制器的输入端接有电流检测模块、电压检测模块、绝缘电阻检测电路、第一晶闸管检测电路、第二晶闸管检测电路、第三晶闸管检测电路和相序检测模块，微控制器的输出端接有报警器、继电器电路和驱动电路。本发明能够实现各个子频段到工频的完美过渡，能够保证电机在重载情况下获得较大的起动转矩实现平稳启动。

技术领域

本发明属于软启动技术领域，具体涉及一种离散变频软启动方法及软启动器。

背景技术

随着电力电子器件的不断发展和现代控制理论技术的不断成熟，晶闸管、MOSFT、GTO和IGBT等大功率器件在不同领域的广泛应用，软起动的控制方式应运而生。软启动是一种降压不降频的电机启动方法，相比于间接的启动方法，它的电压变化是连续的，所以电子软启动不存在二次电流冲击，转矩变化也比较平稳。但电子软启动器并不是完美无缺的：对于斜坡电压来说，由于电动机当起始角较大时，对应的初始电压较小，而电磁转矩就会更小，如果负载较重的话，可能会出现电机不能正常启动；而且，限流的情况下电机电流一直会维持在限流值附近，这就说明电机一直处于过流状态，等等。这些缺陷无疑限制了电子软启动在重载领域的应用。这就促使了控制优良，性能更好的变频器的出现。变频器是将电网提供的频率和幅值固定的电压通过交直交变换后，转换为频率和幅值都可以变化的一种控制装置，它具有恒压频比、矢量控制和直接转矩控制等控制方式，所以在重载时其优势表现的淋漓尽致。它与软启动装置是两种不同的控制装置，它具有软启动所不具有的电动机调速功能，而且变频器可以产生较大的启动转矩，同时最大限度地降低电动机的启动电流，从而减少对电网的冲击。也正是调速功能的存在使得变频器的成本增加，对一些对没有调速功能要求的重载场合，使用变频器启动成本增加，而且不能充分发挥变频器的作用，同时交直交变换所产生的谐波和无功功率的损耗会给电网的运行带来一定的影响。因此，在一些重载且对调速没有严格要求的场合需要更好地启动方式，既满足电子软启动器重载使用的要求，又可以合理利用资源。由于矿井下环境复杂多变，所以一般的软启动方法和软启动器无法适应井下特殊的环境，为井下作业带来了诸多不便。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种能够实现各个子频段到工频的完美过渡、能够保证电机在重载情况下获得较大的起动转矩实现平稳启动、实用性强的离散变频软启动方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种离散变频软启动方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、设定启动过程的子频段为斜坡电压软启动和f七段；并设定子频段的启动时间阈值为t₁，设定子频段的启动时间阈值为t₂，设定子频段的启动时间阈值为t₃，设定子频段的启动时间阈值为t₄，设定子频段的启动时间阈值为t₅，设定斜坡电压软启动的启动时间阈值为t₆；其中，f为频率且取值为50Hz；

步骤二、判断启动时间是否达到了子频段的启动时间阈值t₁，且满足t₁％(0.02×13)＝0；当启动时间达到了子频段的启动时间阈值t₁，且满足t₁％(0.02×13)＝0时，进行13分频触发；否则，继续判断启动时间是否达到了子频段的启动时间阈值t₁，且满足t₁％(0.02×13)＝0；其中，进行13分频触发时，采用等效正弦触发控制方法，并根据公式进行电压补偿系数为τ的电压补偿，计算得到子频段的触发角序列；选择一个正序分量最大、负序分量最小的相位组合，再对宽脉冲进行斩波后产生触发脉冲，驱动电动机启动；其中，U_1m为基波输出电压，U_13m为13分频输出电压；