广一水泵厂丨软启动器斜坡电压起停过程

 斜坡电压加限电流起动是控制水泵在起动过程中的电流不能超过某一限值。该限值一般为2~4倍的水泵额定电流。起动时，软启动器的输出电流随起动电压的增加而迅速上升，当电流达到设定值时，调入PI控制子程序，输出电压将保持不变，直至广一水泵的电流随着水泵转速的上升而下降，此时再调整触发角的大小，直至水泵起动完成。其起动过程电压与电流的关系如图1所示。

这种起动方式的优点是起动电流可以按需调整，对电网冲击小。适用于风机、泵类负载等大惯性，必须限制起动电流而对启动时间要求不严格的情形中。广一离心泵起动过程的长短与限定电流设定值及负载的轻重有关。它的缺点是损失起动转矩，起动时间较长。转矩控制起动是利用PI调节，控制水泵起动和停机时的电磁转矩按负载特性发生变化。PID控制器的两个输入变量：一个是程序设定的理想转矩值，该数值一般是通过实践测试得出；

另一个是由检测电路输入的电压电流动态值计算所得的实时转矩。通过MCU主控芯片的控制算法程序，得出控制晶闸管导通的触发角，转矩控制方式的特点是起动平滑，柔性好。由于其起动和停机过程中都能对水泵的输出转矩进行控制，减少了对整个系统的冲击。特别适合于水泵系统中的应用，有效地消除了水锤效应，减少了系统对阀门的破坏作用。图2是广一离心泵停机过程中的理想转矩曲线示意图，图中虚线是斜坡电压停机时的水泵转矩。由图中可知，斜坡电压停机时水泵的输出转矩是线性下降的，不能按照负载的转矩变化而灵活调整。

下面对电压斜坡起动与转矩控制起动方式进行比较，来进一步说明转矩控制的工作原理和优越性。

（1）起停机时的输出电压波形

斜坡电压加电流限值起动可以使输出电压线性上升或停止在某个电压值上。而转矩控制起动时，输出广一水泵厂电压并不是线性变化，而是可以根据需要增大或者减少，从而精确地控制水泵的输出转矩。但两者都有效地降低了起动时的冲击电流。

（2）起动时转矩随转速的变化曲线图

斜坡电压起动过程中水泵转矩非线性变化，起动开始时，转矩缓慢上升，当接近水泵最大转矩时，输出转矩迅速增大。而转矩控制起动过程中，输出转矩恒定线性增大直到额定转速，起动过程平稳，柔和。在斜坡电压停机过程的开始阶段水泵转速并没有明显下降，之后水泵的转速迅速下降为零，此时往往容易引起水锤效应。而转矩控制过程中水泵的转速从停机的开始就线性地下降直至停机，对系统的冲击小。

通过以上比较可知，使用转矩控制方式来实现泵控制功能，可以灵活地控制输出到水泵定子端的电压，从而有效地控制水泵的转矩变化，进而实现水泵停机过程中转速的线性下降，减小对系统的冲击，避免水锤效应的发生。三相异步广一水泵厂电动机的简化等效电路出发，得出水泵定子电压与起动电流及起动转矩之间的关系。通过对传统降压起动方式的分析比较，提出了性能明显优异的基于晶闸管调压软启动方式。介绍了电子软启动器的各种起动方式，得出转矩控制的起动方式对于减少水泵系统的水锤效应最为理想。

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