【正文】 可以達(dá)到控制啟動電流過大的目的，但是又由于電磁轉(zhuǎn)矩T與電源電壓U成正比，所以啟動電流的減小是以犧牲啟動轉(zhuǎn)矩為代價(jià)的，因此這種啟動方法主要應(yīng)用在對啟動轉(zhuǎn)矩要求不高的生產(chǎn)機(jī)械上。最后，過大的啟動電流還會引起電網(wǎng)電壓的波動，影響接在同一電網(wǎng)上的其它電機(jī)和用電設(shè)備的正常運(yùn)行。但是隨著其性能的不斷提高，它在啟動過程中存在的諸多問題也不斷的被暴露出來，尤其是對于大功率的三相交流異步電動機(jī)來說其弊端則更顯突出。In analyzed three kind of exchange accents to press the electric circuit in the limited state machine model foundation to propose the exchange accent pressed the electric circuit triggering stability problem，and with emphasis analyzed and has pared the existing triggering plan(voltage synchronization double pulse triggering，voltage synchronization width pulse triggering and electric current synchronization double pulse triggering)the reliability take this as the tool，Confirmed voltage synchronization width pulse triggering plan for best， and has confirmed these conclusions through the simulation and the experiment，presses the soft starting circuit to the three—phase AC accent the research and the design has certainly knows the significance。在分析了三種交流調(diào)壓電路的有限狀態(tài)機(jī)模型的基礎(chǔ)上對交流調(diào)壓電路觸發(fā)的穩(wěn)定性問題進(jìn)行了分析，并進(jìn)一步分析和比較了現(xiàn)有的觸發(fā)方案(電壓同步雙脈沖觸發(fā)和電壓同步寬脈沖觸發(fā))的可靠性，確認(rèn)了電壓同步寬脈沖觸發(fā)方案為最佳，并通過仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了這些結(jié)論，對三相交流調(diào)壓軟啟動電路的研究和設(shè)計(jì)有一定的指導(dǎo)意義。太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 39 目錄摘要 ⅢABSTRACT V第一章 緒論 1 1 1 1 Y一△降壓啟動 2 2 2 2 3 4 5 5 第2章 交流調(diào)壓軟啟動電路的觸發(fā)方案的研究 7 7 7 7 9 12 12 12 13 15 19 19 19 20 21 第3章 起動電路的建模與仿真 23 23 23 25 28 “simulink模型” 28 3．3交流調(diào)壓軟起動電的仿真 30 第4章 交流調(diào)壓鼠籠式電機(jī)軟啟動的恒流控制方法研究 33 34 34 PID參數(shù)的整定方法 34 37 參考文獻(xiàn) 39 致謝 40 摘要本課題設(shè)計(jì)的目的是為了給鼠籠式異步電動機(jī)軟啟動產(chǎn)品的開發(fā)做一個(gè)前瞻性的研究。在解決恒流控制問題中，采用PID控制器對交流調(diào)壓鼠籠電機(jī)的啟動電流實(shí)施控制，并利用Matlab／Simulink工具箱建立電機(jī)模型，對結(jié)果進(jìn)行了仿真。In the solution constant flow control question，The PID controller to adjust the rat39。首先，三相交流異步電動機(jī)在直接啟動過程中會產(chǎn)生很大的啟動電流，通?？梢赃_(dá)到額定電流的1020倍，當(dāng)較大的啟動電流流過電機(jī)繞組時(shí)就會產(chǎn)生大量的熱量，這樣就會使電機(jī)繞組元件的老化速度大大加快，從而導(dǎo)致電動機(jī)使用壽命的大大縮短。綜合以上幾點(diǎn)，為了避免直接啟動時(shí)啟動電流過大對電機(jī)所帶來的損害，為了不影響接在同一電網(wǎng)上的其它電器設(shè)備的正常運(yùn)行，我們應(yīng)該采取相應(yīng)的措施，避免直接啟動所帶來的一系列負(fù)面影響。 Y一△降壓啟動Y一△降壓啟動，即星形一三角形降壓啟動，在啟動開始時(shí)把電動機(jī)定子繞組接成星形(Y)，此時(shí)，定子每相繞組電壓為額定電壓的1／，啟動電流降為直接啟動時(shí)的1／3，從而實(shí)現(xiàn)了降壓啟動。這種方法是通過可以有級調(diào)整電壓的自耦變壓器將電動機(jī)的定子至電網(wǎng)，當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到穩(wěn)定以后，切除自耦變壓器，并將電動機(jī)的定子繞組直接接入供電系統(tǒng)。雖然轉(zhuǎn)子串電阻方法能有效的抑制啟動時(shí)的沖擊電流，但是與此同時(shí)會產(chǎn)生大量的能源浪費(fèi)。晶閘管軟啟動器靈活性較強(qiáng)，用戶可以根據(jù)不同的工作情況選擇具有相應(yīng)啟動特性的電機(jī)。(2)斜坡恒流軟啟動。電流上升速率越大，則起動轉(zhuǎn)矩越大，起動時(shí)間越短。在電動機(jī)剛啟動的瞬間即將電動機(jī)的啟動電流直接增大至所設(shè)定的電流值并保持該值直至啟動完畢的方法，稱為階躍起動。在起動開始階段，讓晶閘管在極短時(shí)間內(nèi)，以較大電流導(dǎo)通一段時(shí)間后回落，再按原設(shè)定值線性上升，進(jìn)入恒流起動。 脈沖沖擊軟啟動所謂變頻軟啟動就是利用變頻器同時(shí)降低電源電壓和頻率，使之在得到足夠的啟動轉(zhuǎn)矩的前提下有效的減少啟動電流的啟動方法。，通過該表我們可以看出軟啟動與傳統(tǒng)降壓啟動方式的不同之處主要有以下幾點(diǎn)：(1)無沖擊電流。(3)根據(jù)負(fù)載情況及電網(wǎng)繼電保護(hù)特性，可自由地?zé)o級調(diào)整至最佳的啟動電流。在推導(dǎo)兩相導(dǎo)通模態(tài)的計(jì)算公式的時(shí)候，運(yùn)行坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)的方法來解耦有一定的新意。并通過仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了上述結(jié)論。但隨著晶閘管技術(shù)的發(fā)展，三相交流調(diào)壓軟啟動器因?yàn)榫哂行阅芰己谩a(chǎn)品多樣、電壓可連續(xù)調(diào)節(jié)以及轉(zhuǎn)矩或電流可閉環(huán)控制等優(yōu)點(diǎn)，使得電子軟啟動器得到了深入而廣泛的發(fā)展，成為軟啟動市場中的主流產(chǎn)品。由電動機(jī)轉(zhuǎn)矩和定子端電壓的關(guān)系T∝U的平方、定子電流和定子端電壓的關(guān)系I∝U可知，通過改變電壓的有效值可以達(dá)到改變交流電動機(jī)啟動時(shí)的沖擊電流和轉(zhuǎn)矩的目的。在開始啟動時(shí)，晶閘管的導(dǎo)通角從“0”開始逐漸增大，電動機(jī)的端電壓也從零開始上升，直至達(dá)到滿足起動轉(zhuǎn)矩的要求，確保了啟動的成功。一個(gè)由n個(gè)器件組成的電路共有2個(gè)狀態(tài)，由此構(gòu)成了2維的離散事件的狀態(tài)空間，但當(dāng)電路實(shí)際工作時(shí)不會取遍所有的狀態(tài)組合，而是沿著狀態(tài)空間的某條軌跡運(yùn)動，當(dāng)其進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)以后，就會沿著一條封閉的曲線循環(huán)的運(yùn)動，從而建立了電路的有限狀態(tài)機(jī)模型，用它來分析三相交流調(diào)壓電路非常方便。按照以上規(guī)則進(jìn)行分析，就可以得到三相交流調(diào)壓電路的13個(gè)可能存在的狀態(tài)，如圖2．2所示。為了更好的實(shí)現(xiàn)控制作用，在一般情況下電流應(yīng)該是不連續(xù)的。對于電流同步的交流調(diào)壓電路，是通過控制電流截止角來控制電壓和電流的大小，的范圍為 0 (22)實(shí)際上，當(dāng)≥120時(shí)，三相繞組已經(jīng)不可能通電了。 當(dāng)O或時(shí)，可以認(rèn)為是特殊情況，此時(shí)的電路在各“三相全導(dǎo)通”模式中循環(huán)切換，相當(dāng)于將電源電壓直接接到負(fù)載上時(shí)的電路工作模態(tài)。 所謂電壓同步雙脈沖就是以電源相電壓過零點(diǎn)為同步觸發(fā)信號，由相隔60的兩個(gè)窄脈沖所組成的信號。此時(shí)，對于每個(gè)晶閘管(例如Thl)雖然有兩個(gè)觸發(fā)脈沖作用，但是其反向并聯(lián)的晶閘管(例如Th4)的觸發(fā)脈沖出現(xiàn)在它的負(fù)半周，因此不產(chǎn)生作用。在后續(xù)的論述中我們還將對這個(gè)問題進(jìn)行詳細(xì)研究。對于三路觸發(fā)方案，反向并聯(lián)的兩個(gè)晶閘管共用一組脈沖并且雙脈沖中的第二個(gè)脈沖滯后于第一個(gè)脈沖60的電度角，如果120p，那么雙脈沖的第二個(gè)脈沖出現(xiàn)在處，并且其后沿出現(xiàn)在180之后。從圖中可以看出，雙脈沖的兩個(gè)脈沖都起到了作用，得到了正確的電流波形。如果式()的左半部分不成立，即 ()就會出現(xiàn)這種不穩(wěn)定的現(xiàn)象。但電路并沒有回到原來的工作模式，新的工作模式由AB+、A+BC、A+B+C+、B+C和三相全不通五個(gè)模態(tài)組成的。此外，這種極不規(guī)則的波形是三相不平衡的，它包含有大量不對稱的諧波，嚴(yán)重影響電網(wǎng)的供電質(zhì)量。式中的和要分別取其在整個(gè)工作過程中的最大值和最小值，所以寬脈沖的標(biāo)準(zhǔn)是 ()在主回路的參數(shù)和輸出電壓均選定以后，就可以計(jì)算出式()中右側(cè)的三個(gè)參數(shù)，進(jìn)而確定所需脈沖的寬度，極限情況是：P=、在這種情況下，對于任意的，對于每個(gè)晶閘管，在它的反向并聯(lián)晶閘管電流過零點(diǎn)時(shí)其觸發(fā)脈沖都依然存在，并能使之觸發(fā)導(dǎo)通，因此電流仍會連續(xù)，產(chǎn)生的實(shí)際效果相當(dāng)于產(chǎn)生的效果。本文研究的鼠籠式異步電動機(jī)是一個(gè)多變量、強(qiáng)耦合、非線性的復(fù)雜對象，由于隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的不斷加大，其功率因數(shù)也不斷變化，要在整個(gè)啟動過程中滿足移相范圍的條件比在某個(gè)固定的參數(shù)下滿足該條件要困難得多。m。這一段時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)了多次雙脈沖中的第一個(gè)觸發(fā)脈沖沒有產(chǎn)生作用而第二個(gè)觸發(fā)脈沖誤觸發(fā)的現(xiàn)象。通過和圖2．，電壓同步寬脈沖觸發(fā)方案得到的整個(gè)鼠籠式電動機(jī)啟動階段的電流波形都很穩(wěn)定，由此進(jìn)一步驗(yàn)證了該觸發(fā)方案能夠保證電路的可靠工作。在本文的實(shí)例中，將根據(jù)兩相靜止坐標(biāo)(坐標(biāo)系)下的電機(jī)數(shù)學(xué)模型來構(gòu)建異步電機(jī)仿真模型和交流調(diào)壓異步電機(jī)仿真電機(jī)仿真模型。