【正文】 院 (系 ) 專業(yè) ：電氣工程及其自動化 答 辯 時 間 ： xxxx大學文華學院畢業(yè)論文 本科生畢業(yè)設計（論文） 開題報告 題目 : 大型異步電機軟起動的研究 II xxxx大學文華學院畢業(yè)論文 1. 課題的目的、意義、國內(nèi)外概況和預測 課題的目的 電動機的非經(jīng)濟運行情況 ,早已引起國家有關(guān)部門的重視 ,并分別于 1990 年和 1995 年制定和修定了強制性的國家標準 :《三相異步電動機經(jīng)濟運行》 (GB124971995)。 到目前為止 ,國內(nèi)尚無成型的中壓電動機軟起動和節(jié)電運行的產(chǎn)品面市。隨著工 業(yè)現(xiàn)場對自動化、機械化要求的提高，此類矛盾日益突出。轉(zhuǎn)動慣量大的機械起動就較慢，對于重復起動的生產(chǎn)機械來說，起動過程的 時間長短對勞動生產(chǎn)率的影響是很大的，因而對不同的生產(chǎn)過程，對電動機有不同的起 動時間要求。它利用晶閘管交流調(diào)壓技術(shù)實現(xiàn)降壓起動，以后又融入了功率因素控制技 術(shù)，在控制裝置的研究上，正圍繞著提高起動力矩、實現(xiàn)計算機聯(lián)網(wǎng)遠程監(jiān)控、完善檢 測和自診斷功能以及提高產(chǎn)品可靠性、改進制造工藝、降低成本等方面努力。 本文介紹的分級變頻，可以使傳統(tǒng)電子軟起動器在降低定子電壓的同時降低定子電 壓的頻率，按同步轉(zhuǎn)速由低到高分級起動，減小起動過程的能量損耗，克服傳統(tǒng)電子軟 起動器電磁轉(zhuǎn)矩小的缺點，可以使電機在全負載的情況下平滑起動和短時運行于低速狀 態(tài)。從此，交流調(diào)速理論及應用技 1 術(shù)大致沿下述四個方面發(fā)展。 U R / S Te 1 ?????? 39。轉(zhuǎn)差功率如何處理、是消耗掉還是回饋給電網(wǎng)，可衡量異步電動機調(diào)速系統(tǒng)的效 率高低。在異步 電動機調(diào)速系統(tǒng)中，這類系統(tǒng)的效率最低，是以增加轉(zhuǎn)差功率的消耗為代價來換取轉(zhuǎn)速 的降低。繞線式異步電動機串級調(diào)速和雙饋屬于這一類。目前在交流調(diào)速系統(tǒng)中， 變頻調(diào)速應用最多、最廣泛，可以構(gòu)成高動態(tài)性能的交流調(diào)速系統(tǒng)，取代直流調(diào)速。這種調(diào)速方式 雖然結(jié)構(gòu)簡單，維護方便，但是調(diào)速是有級的，而且耗能多，效率低，是的調(diào)速性能和 2 華中科技大學文華學院畢業(yè)論文 經(jīng)濟性能很差。起動時 ,晶閘 管的導通角從 0176。通常根據(jù)預設函 數(shù)及相應 關(guān)系 ,軟起動一般有如下幾種方法。電流上升速率大 ,則起動轉(zhuǎn)矩大 ,起動時間短。該起動方法適用于重載需要克服較大靜摩 擦的場合。 由于電壓在起動過程中是線性變化的 ,可以保證電動機平穩(wěn)起動。由于變頻器在改變頻率 的同時，也按比例地改變其輸出電壓的幅值，因而能實現(xiàn)無過流軟起動及調(diào)速節(jié)能運行。對 于需調(diào)速運行和調(diào)速節(jié)能的設備，讓變頻器以 VVVF 實現(xiàn)變頻控制；對于不需要調(diào)速運 行，且經(jīng)常處于輕載或空載運行的設備。交 交變頻器與交 直 交 變頻器相比，沒有明顯的中間濾波環(huán)節(jié)，電網(wǎng)交流電被直接變換成可調(diào)頻調(diào)壓的交流電。例如： ，在各種頻率下的 ABC 三相相角差； ，各相觸發(fā)角角度； ； 片機輸入輸出控制； 。 在 Matlab 等軟件中進行仿真計算 目前， MATLAB 已經(jīng)成為國際上最流行的科學與工程計算的軟件工具。在設計研究單位和工業(yè)部門， MATLAB 是進行高效研究和 開發(fā)的首選軟件工具。 4. 參考文獻 1. 李華德 交流調(diào)速控制系統(tǒng) 2. 宋書中 交流調(diào)速系統(tǒng) 電子工業(yè)出版社 20xx 機械工業(yè)出版社 20xx 3．呂鋒 .異步電動機的軟起動器 .華北電力技術(shù)， 20xx 年 6 期 4．徐甫榮 .交流異步電動機軟起動技術(shù) .電氣時代， 20xx 年 8 期 5．張紹文 .電動機軟起動技術(shù)及其應用 .唐山學院學報， 20xx 年 6 期 6．佘致廷 .基于分級變頻高轉(zhuǎn)矩軟起動器的研究 .湖南大學學報， 20xx 年 12 月 7. 徐甫榮 交流異步電機軟起動及優(yōu)化節(jié)能控制技術(shù)研究，電氣傳動自動化， 20xx 年 1 期 8. 蘇金明 MATLAB 實用教程 電子工業(yè)出版社 20xx 9. 劉叔軍 控制系統(tǒng)應用與實例 機械工業(yè)出版社 20xx 6 華中科技大學文華學院 畢 業(yè) 設 計 [論文 ] 題目 : 大型異步電機軟起動的研究 目錄 摘 要 ........................................................ 1 ABSTRACT ..................................................... 2 1 緒論 ....................................................... 1 引言 ..................................................... 1 傳統(tǒng)軟起動器原理概述 ..................................... 2 分級變頻高轉(zhuǎn)矩軟起動器原理概述 ............................ 2 本文的主要內(nèi)容 ........................................... 3 2 異步電機軟起動器基本原理分析 ............................... 4 異步電機的起動性能分析 ................................... 4 異步電機的幾種起動方法 ................................... 5 異步電機的 直接起動法與降壓起動法 ........................ 5 異步電機的電子式晶閘管降壓軟起動法 ...................... 7 軟起動器的應用和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ............................ 8 3 高轉(zhuǎn)矩軟起動器的理論研究 ................................... 9 分頻原理及方法 ........................................... 9 分頻原理 ............................................... 9 分頻方法 ............................................... 9 分級變頻相位組合 ........................................ 10 各級子頻率觸發(fā)角的計算 .................................. 16 4 對軟起動器起動過程的 建模及仿真 ............................ 20 仿真模型 ................................................ 20 三相電源模塊 .......................................... 20 脈沖生成模塊及晶閘管組模塊 ............................ 20 變頻模塊 .............................................. 21 電機及測量顯示模塊 .................................... 22 仿真結(jié)果及分析 .......................................... 23 結(jié)束語 ...................................................... 28 參考文獻 .................................................... 29 華中科技大學文華學院畢業(yè)論文 摘 要 三相籠型異步電動機因具有結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、維修方便、價格便宜以及慣性小等 優(yōu)點而被廣泛應用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)和交通運輸?shù)阮I(lǐng)域。 本文研究的采用分級變頻的軟起動裝置使電機的起動轉(zhuǎn)矩增大，可以應用于傳統(tǒng)軟起 動器較少涉及的重載起動的場合，拓展了其應用范圍。軟起動器 。t fit the request for production because they have some localization such as huge current impact, bad adaptive faculty for load, uncontinuous start current, heavy maintaining work. For good start performance, electronic formula soft starter has been used well which uses GTO as main circuit. A high torque soft starter is studied in this paper. First, discrete frequency theory is used to improve start torque so that the soft starter can be used in more areas. This paper introduces in detail the soft starter39。 discrete frequency。各國的以電為動力的機械中，約有 90％左右為異步電動機，其中小型異步電 動機約占 70％以上。從三 相異步電動機固有機械特性的分析可知 ,如果在額定電壓下直接起動三相異步電動機 ,由于 最初起動瞬間主磁通 m 約減少到額定值的一半 ,功率因數(shù) 當大 ,其起動電流約為額定電流的 4~7 倍 ,而起動力矩并不大。隨著工業(yè)現(xiàn)場對自動化、 機械化要求的提高，此類 矛盾日益突出。 轉(zhuǎn)動慣量大的機械起動就較慢，對于重復起動的生產(chǎn)機械來說，起動過程的時間長短對勞動 生產(chǎn)率的影響是很大的，因而對不同的生產(chǎn)過程，對電動機有不同的起動時間要求。 它利用晶閘管交流調(diào)壓技術(shù)實現(xiàn)降壓起動，以后又融入了功率因素控制技術(shù)，在控制裝置的 研究上，正圍繞著提高起動力矩、實現(xiàn)計算機聯(lián)網(wǎng)遠程監(jiān)控、完善檢測和自診斷功能以及提 高產(chǎn)品可靠性、改進制造工藝、降低成本等方面努力。 1 華中科技大學文華學院畢業(yè)論文 本文介紹的分級變頻，可以使傳統(tǒng)電子軟起動器在降低定子電壓的同時降低定子電壓的 頻率，按同步轉(zhuǎn)速由低到高分級起動，減小起動過程的能量損耗，克服傳統(tǒng)電子軟起動器電 磁轉(zhuǎn)矩小的缺點，可以使電機在全負載的情況下平滑起動和短時運行于低速狀態(tài)。 用單片機控制觸發(fā)角的大小 ,改變電動機起動電壓的大小。傳統(tǒng)的軟起動控制有限流起 動，斜坡電壓起動，轉(zhuǎn)矩控制起動，轉(zhuǎn)矩加突跳起動等等。變頻器具備所 有軟起動器功能，但它的價格比軟起動器貴得 多，結(jié)構(gòu)也復雜得多。雖然 分級變頻的后半部分是和傳統(tǒng)的軟起動方法一樣的，但是它改善了軟起動器控制低速運行的 電機的能力，使電機在低速運行時，電流較小，轉(zhuǎn)矩較大，所以采用分級變頻的軟起動控制 器可以使帶額定負載起動的電機實現(xiàn)軟起動。第四章是利用 MATLAB 對分級變頻起動過程進行建模及仿真，驗證理論的可行性 。 最重要的是起動電流和起動轉(zhuǎn)矩的大小。 圖 21 異步電機等效電路圖 起動電流很大的原因，從物理現(xiàn)象看，起動時 n=0， s=l，旋轉(zhuǎn)磁場以同步轉(zhuǎn)速切割轉(zhuǎn)子，