[问答]

为什么电机控制系统需要电源软起动？

1952 软起动电机控制系统

问答对人有帮助，内容完整，我也想知道答案 0 为什么电机控制系统需要电源软起动？为什么需要二极管D2？ C5和R8的作用分别是什么？ 0
2021-7-21 07:22:08　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × bertvwang 该类别下有 10 个回答。邀请回答纯纯纯牛奶该类别下有 10 个回答。邀请回答王伟01 该类别下有 9 个回答。邀请回答幽默该类别下有 9 个回答。邀请回答 fhbding 该类别下有 8 个回答。邀请回答 dahairenlyy 该类别下有 8 个回答。邀请回答凌晨3点睡该类别下有 8 个回答。邀请回答笔画张该类别下有 8 个回答。邀请回答 hzp_bbs1 该类别下有 8 个回答。邀请回答偶是糕富帅该类别下有 8 个回答。邀请回答 Ehunt 该类别下有 8 个回答。邀请回答 tutu304725938 该类别下有 8 个回答。邀请回答 djelje 该类别下有 7 个回答。邀请回答雅博电子科技该类别下有 7 个回答。邀请回答 liutiefu 该类别下有 7 个回答。邀请回答 pingnai 该类别下有 7 个回答。邀请回答低调de炫耀爱该类别下有 7 个回答。邀请回答 jenny042 该类别下有 7 个回答。邀请回答 wenminglang 该类别下有 7 个回答。邀请回答苹果派派该类别下有 7 个回答。邀请回答举报李波相关推荐 • 什么是交流电机软起动？ 1417 • 软起动器有哪些功能? 1847 • 高压电机直接起动的危害 5894 • 不采用软起动，将电机直接投入到某固定频率的西门子变频器时是否可以？ 549 • 软启动器为什么起动失败？ 2791 • 软起动柜开机过热 1759 • 学习电机控制，自学成才的15本好书 30169 • 请问西普一台软起动器怎么拖动三台电动机? 2636 • 恒压供水控制系统的优点有哪些？如何操作？ 2123 • ABB软起动器有什么特性？ 1553 1个回答

答案对人有帮助，有参考价值 0 1.1.为什么需要电源软起动在小功率系统中可以不用考虑电源软启动，但在大功率系统（譬如电机控制系统）中需要考虑。在电源的附近都会有一个滤波电容和一个储能电容，滤波电容一般选104电容，储能电容依据当前系统功耗来选取。大电流系统，选取的储能电容也要越大（容值越大也就越贵），譬如4700uF，甚至多个电容并联在一起几万uF。 1.2.上电瞬间上电前大电容两端的电压为0V，上电瞬间电容短路，并且容值越大，短路时间就越久；上电瞬间电容两端的电压瞬间上升，有一个非常大的斜率，即上电瞬间浪涌电容非常大，会对后级系统造成破坏，久而久之系统抗疲劳能力变差，系统寿命缩短。 1.3.解决思路从源、回路、阻抗的角度出发;源和回路都不能改变，只能改变阻抗，即增加阻抗使沿变缓，譬如在电容前面增加一个电阻，增加电阻之后电流就会变小，此时di/dt也会变小。增加电阻虽然能解决上面的大浪涌电流的问题，但会带来一个新问题：电容正级能输出给后面的电流变小了，如下图所示，A点只能提供24V/4.7K的电流，这显然不能正常驱动后面的大电流系统。那把电阻阻值变小，譬如用1R电阻，电阻小了之前的浪涌电流大的问题又会出现，并且电阻面的功率就是24W，功率越大电阻成本也就越高。总结：增大阻抗，对后记负载输出电流的能力又下降；减小阻抗，EMI/浪涌问题又会出现；同时电阻的功率会急剧上升，同时成本也会大大增加（0R电阻价格比较贵）。这两个问题似乎相互矛盾，不能同时解决。 1.4.解决问题从电路工作状态的角度思考：［tr］状态［/tr］初始上电状态输出电流小内阻高正常工作状态输出电流大内阻低很显然，一个电路不能同时满足内阻低和内阻高的情况，虽然看似矛盾，但因为不需要同时满足，所以可以分开解决。系统电路有严格时序，先初始上电状态，然后是正常工作状态；在上电状态时让电路内阻高，正常工作状态之后内阻小，就可以满足设计要求。初始上电状态，使用一个100R的电阻，可以使浪涌问题得到解决。正常工作状态，使用一个电子开关将电阻R1短路，就可以使后级获得较大的电流。电子开关有三极管和MOS管，三极管是流控流型的，电流比较小，所以这里选择小内阻的MOSFET，MOS管能流过电流很大并且内阻小。 1.5.MOSFET的选择 MOS管和三极管作为开关管使用时，P型接电源，N型接地。所以这里选择P管。这里使用NCE60P25K P型MOS管。使用NCE60P25K P型MOS管，参数如下：高压的MOS管RDS一般在50mΩ以上，低压的MOS管RDS为45mΩ已经非常大了，因为内阻大，所以比较便宜，RDS越小，价格也越贵。因为阻值会随温度而变化，内阻大了，MOS管发热也就会越严重，P管的RDS一般都大于N管的RDS。从上表中可以知道，该MOS管的导通电压为20V。 1.6.软起动电路原理图 Q1导通时，内阻远远小于100R，即相当于将电阻R1短路。 R3决定了MOS管的导通速度：R3会限流，限流会减缓SG之间电容（杂散电容）的充电速度。R2主要起分压的作用，它可以对MOS管GS之间的电压进行限制。R2和R3消耗的功率是无用的，降低功耗的方式是增加R2和R3的阻值，这里都取10K。在上电的瞬间，因为gs的波形会有震荡，会导致开通损耗很高，即发热很严重；可以在R2旁边并联一个小电容（滤波作用），该电容的容值不能太大，太大会导致MOS管开通更加慢（需要要给它充电，会吸收掉一部分的电流，所以会延长MOS到达开通电压的时间），这里选择103电容（10纳法）。设置一个阈值电压，使用稳压管解决阈值问题。这里选12V，阈值越大，电流流经R1的时间就越长，及R1发热越久，功耗越大。当电容C1的电压达到（12 + 0.7）V时，三极管Q2开通，电流：24V–》Q1的引脚3–》Q1的引脚2–》Q2–》地，这条路通了，MOS管Q1也就通了，因为MOS管的内阻远远小于100R，所以电流大部分从24V–》Q1的引脚3–》Q1的引脚1–》电容C1。R4的阻值为4K，是一个经验值。 1.7.带开关的软起动电路设计一个带开关的软起动电路，即按下开关时，电路上电，上电过程有软起动功能。分析：增加了一个开关S2，开关闭合的瞬间会有尖峰电压，所以需要一个电容C4进行滤波。防止流过R1的电流过大，时间过长，导致R1的功率非常大，为了方便散热，所以增加了一个电阻R2，这样封装更大，散热更快。当S2一断开，C4没有放电回路，所以增加电阻R7对C4进行放电，R7可以取大一点，譬如取10K或20K。为什么需要二极管D2？当S2闭合，开始对C3进行充电，假设C3的电压冲到12V时，后面的负载（譬如电机）被误触发，负载会迅速消耗掉C3上的电荷，也就是C3被快速的放电了，其电压迅速降低，这样C3两端的电压就一直到不了13V左右，三极管Q2就一直导通不了，MOS管Q1也就导通不了；所有的电流都是从电阻R1和R2通过，必定将他们都烧坏。增加了一个二极管之后，三极管Q2的到导通与否只和源头电压+24V有关，和C3的电压无关。电压不可能瞬边，R7处的电压从0上升到24V需要一定的时间，这段时间足够让系统电压稳定了，并且源头电压不受负载的影响。也就是起到了：不管负载怎么变化，三极管的导通只和源头电压有关，和C3的充电电压无关，防止R1和R2过度发热。 C5和R8的作用？ Q1的耐压是60V，如果3和1之间的电压超过60V，MOS管会将它钳位在60V，但会发热，长期发热会使MOS管坏掉。高于60V的电压来自于上电瞬间，此时有很高的dv/dt，所以可以在上面增加一个电容，电容不消耗能量，为了消耗掉上电瞬间产生的能量，可以再增加一个电阻，这个电阻一般取很小，几欧姆或十几欧姆，这里取10R；防止3和1之间的电压过高（这里的过高指短期的尖峰电压过高）。

2021-7-21 15:14:21 评论举报刘强