【正文】 1 類工作狀態(tài)時，每相都 有一只晶閘管導通，三相電壓、電流及所有的晶閘管都是對稱的，因此三相電源中心與三相 負載中心電位相等 [10]。 以下就是各個子頻率的波形： 13 華中科技大學文華學院畢業(yè)論文 圖 34 Hz 三相電源系統(tǒng)的波形圖 圖 35 10 Hz 三相電源系統(tǒng)的波形圖 14 華中科技大學文華學院畢業(yè)論文 圖 36 Hz 三相電源系統(tǒng)的波形圖 圖 37 Hz 三相電源系統(tǒng)的波形圖 15 華中科技大學文華學院畢業(yè)論文 各級子頻率觸發(fā)角的計算 應用變頻調(diào)速時，通常希望電機的主磁通 m 保持不變，因為 m 增大將引起磁路過分 飽和，激磁電流將大大增加 : m 減小，所能提供的輸出功率將隨之下降，電動機的容量得 不到充分的利用 [6]。比較后發(fā)現(xiàn) A 相的相位為 0 0 ， B 相的 相位為 600， C 相的相位為 2100正轉矩最大。通過控制晶閘 管的導通，使每兩個工頻電源周期導通一個正半波和一個負半波，則產(chǎn)生 25Hz 電源波形。 3 分頻 ：用 50Hz 的連續(xù)三個周期波形分頻為 。t2 π /3=0 (32) 將 ω 代入，可得 ω 8 華中科技大學文華學院畢業(yè)論文 3 高轉矩軟起動器的理論研究 分頻原理及方法 分頻原理 在定子電壓下降的同時將頻率下調(diào) ,將會減少電動機轉矩的損失 ,就可以解決傳統(tǒng)軟起動 器的起動轉矩小的問題。原則上，籠型異步電動機凡不需要調(diào)速的各種應用場合都可適用。通過調(diào) 節(jié)起動電流設定值 ,可以達到快速起動效果。其缺點是 ,由于不限流 ,在電機起動過程中 ,有時要產(chǎn)生較 大的沖擊電流使晶閘管損壞 ,對電網(wǎng)影響較大 ,實際很少應用。而且這些起動設備還有一些固有 的缺點，如對負載適應能力差、起動電流不連續(xù)、維修工作量大等等。但其起控電壓在 200 V 左右 ,用戶不可調(diào)整 ,會有較大的電 流沖擊 ,且體積較大。缺點是有二次電流沖擊 ,設備故障率高 ,需要經(jīng)常維護 ,因此在頻繁起動的設備上不宜 使用。③ 起動過程中的 電壓降 △ U 應不大于額定電壓的 15%。直 接起動的優(yōu)點是起動設備簡單 ,起動速度快。 (2)當電源的頻率和電壓一定時，漏電抗 ( X1?? ???1X2??)越小， 則起動轉矩越大。從等效電路來看，正常運行時，轉差率 s 很小 (~)，所 以凡 RS/ s 很大，從而限制了定、轉子電流，但起動時 s=1， RS/ s 很小，隨之整個電動機 的等效阻抗很小，所以起動電流很大。結論 部分總結了本文主要完成的工作和取得的研究成果，并對軟起動器的進一步研究進行了展 望。 分級變頻高轉矩軟起動器原理概述 分級變頻就是使軟起動器能像變頻器一樣實現(xiàn)變頻，在電機起動過程中，使電壓頻率從 一個比較小初值分級逐步增大至 50Hz，從而提高低電壓時的轉矩。運用不同的方法 ,控制三相反 并聯(lián)晶閘管的導通角 ,使被控電機的輸入電壓按不同的要求而變化 ,從而實現(xiàn)不同的功 能。 電子軟起動器采用使定子電壓逐漸增大至額定電壓的方法，使交流異步電機平滑起動， 減少交流異步電機的起動電流，降低起動時對電網(wǎng)的沖擊。 異步電動機起動過程的長短也是需要考慮的問題。在電力系統(tǒng)的總負荷中，異步電動機的用電量占相當大的比重。s principle, use MATLAB to simulate the start process, prove the feasibility. It has four start modes: the ramp voltage start, the limit current start, the ramp speed start and the discrete frequency start. Experiment results are given in the end. It proves that this soft starter has advantages such as simple structure, 華中科技大學文華學院畢業(yè)論文 high start torque, speed closed loop control etc., develops the technology of soft start, has wide application foreground. Key Words: induction machine。論文對分級變頻理論進行了深入剖析， 利用 MATLAB 對起動過程進行仿真，其中包含了各個頻率下最大正轉矩的三相電壓波形和 各個頻率下的電壓傅立葉分解的諧波分布，論證了理論的可行性。 （ 1） 建模及仿真 根據(jù)原理分析 ,對起動過程建立模型，在不同起動方式下進行仿真，對定子電流 (有 效值 )、轉速、轉矩這些常量進行波形比較，得出最終相應的結論。 分級變頻原理 在定子電壓下降的同時將頻率下調(diào) ,將會減少電動機轉矩的損失 ,就可以解決傳統(tǒng) 軟起動器的起動轉矩小的問題 .分級變頻就是使傳統(tǒng)軟起動器輸出電壓的 頻率從一個較 低的值開始 ,分級上升 ,最后達到 50 ,但不能使頻率連續(xù) 地變化 ,只能使頻率分級變化 ,而且各級頻率都是 50 Hz 的 1/n,即 50 Hz 的分頻 . 由電網(wǎng)提供的 50 Hz 的工頻電源 ,可產(chǎn)生各級子頻率系統(tǒng) ,工頻的 ω 與子頻率系 統(tǒng)的 ω sub 的關系如下 ω =ω sub則采用 VV—CF 控制方式，利用變頻器進行恒 頻調(diào)壓節(jié)電優(yōu)化控制。 （ 3） 轉矩控制起 動 3 華中科技大學文華學院畢業(yè)論文 選取控制量為電磁轉矩 T,并根據(jù)應用的要求在給定的區(qū)間內(nèi)調(diào)節(jié)電動機的轉矩 ,尤 其是在起動、停止期間控制加速轉矩 ,實現(xiàn)對電動機運行特性的控制 ,同時可以清除浪涌 轉矩以保護傳動機械。該方法應用較多 ,特別 適用于風機、泵類負載。\u24320X始上升 ,逐漸增大 ,電動機的端電壓也從零開始上升 ,直至達到滿足 起動轉矩要求 ,保證起動成功。變 頻調(diào)速技術及其裝置仍是 21 世紀的主流技術和主流產(chǎn)品。但是由于這類系統(tǒng)結構最簡單，所以對于要求不高的小容量場合還有一定應用。 1 ???? 2 39。另外，分級變頻還可以使電子軟起動器輸出負相序 電壓，使電機處于電磁制動狀態(tài)。 過去的起動裝置大多采用接觸器，屬于有觸點系統(tǒng)，容易磨損引發(fā)故障，起動特性 不好。 課題的意義 電動機的傳統(tǒng)起動裝置主要有 : “YΔ ”起動器、自藕降壓起動器、飽和電抗器。其原因是 :(1)中壓電動機一般容量較 大 ,一旦發(fā)生故障 ,其影響也 大 ,因此對節(jié)電措施可靠性的要求就更高 。在整個電動機起動過程中，電磁 轉矩大于負載的反轉矩，電動機加速運轉。由于三相交流異步電機 的電磁轉矩與定子電壓的平方成正比，當定子電壓降低時，電磁轉矩就會降低很多，而 電子軟起動器是采用降壓起動，降壓并不降頻，所以利用傳統(tǒng)電子軟起動器起動三相交 流異步電機時，電磁轉矩很小。（ 3）矢量變化控制技術的誕生 和發(fā)展奠定了現(xiàn)代交流調(diào)速系統(tǒng)高性能化的基礎（ 4）微型計算機控制技術與大規(guī)模集 成電路的迅速發(fā)展和廣泛應用為現(xiàn)代交流調(diào)速系統(tǒng)的成功應用提供了重要的技術手段 和保證。 （ 1）轉差功率消耗型調(diào)速系統(tǒng) 全部轉差功率都轉換成熱能的形式而消耗掉。 （ 3）轉差功率不變型調(diào)速系統(tǒng) 轉差功率中轉子銅 損部分的消耗是不可避免的，但在這類系統(tǒng)中，無論轉速高低， 轉速功率的消耗基本不變，因此效率很高。 電動機軟起動器 圖 1 中，采用三對反并聯(lián)的晶閘管串聯(lián)于電動機的三相供電電路上 ,利用晶閘管的 電子開關特性 ,通過控制其觸發(fā)脈沖、觸發(fā)角的大小來改變晶閘管的開通時間 ,從而改變 電動機定子輸入電壓的大小 ,以達到控制電動機的軟起動過程。 ① 斜 坡恒流軟起動：這種起動方式是在電動機起動的初始階段電流逐漸增加 ,當電流達到預 先設定的值后保持恒定 ,直到起動完畢。電動機在起動時最大電流不 超過預先設定的電流 ,通常該值的設定范圍為額定電流的 ~4 倍。由此得到啟發(fā)， 將變頻器的 VVVF 功能分開就可實現(xiàn) VV—VF，或 VV—CF 功能，即恒頻調(diào)壓功能。交 交變頻器最高輸出頻率是電網(wǎng)輸入頻率的 1／ 3～ 1 ／ 2，適合于低速大功率拖動的場合。 MATLAB 的繪圖功能十分方便，在調(diào)用繪圖函數(shù)時調(diào)整自變量可以繪 出不同顏色的點、線、復線和多重線。傳統(tǒng)的直接起動方式與降壓起動方式因各有其局限性， 如不能有效減少起動時對電網(wǎng)的大電流沖擊，對負載適應能力差、起動電流不連續(xù)、維修工 作量大等等已越來越不能適應生產(chǎn)發(fā)展的要求。分級變頻 。 異步電動機按照轉子結構分為兩種形式 :有鼠籠 式（鼠籠式異步電機）、繞線式異步電動機。傳統(tǒng) 的降壓起動設備在很大程度上緩解了大容量電機在較小容量電網(wǎng)上起動時的矛盾，但是它們 只是相對減小了大電流的沖擊并未在本質上解決問題。為了達到無觸點控制，獲得靈活多變的良好的起動特性，在 80 年代初期鼠籠型異步電 動機電子軟 起動器誕生。 傳統(tǒng)軟起動器原理概述 傳統(tǒng)軟起動的實質是降壓起動 ,與 “YΔ ”起動和自藕降壓起動的工作原理是一樣的 , 不同之處在于電壓并非突變而是利用無觸點電子開關控制其電壓平穩(wěn)上升 ,設備力矩以電壓 上升速度的平方上升 (電動機轉矩近似與定子電壓的平方成正比 )。變頻器是用于需要調(diào)速的地方， 其輸出不但改變電壓而且同時改變頻率 。本文第 二章詳細介紹了傳統(tǒng)軟起動器的起動原理及運行方式等 。因此，總是希望在起動 電流比較小的情況下，能獲得較大的起動轉矩。 Tst ?? ???2 f ??????????m pU R 1 1 2 39。 (4) X1??和 X239。 所有這些均給設備的安全可靠運行帶來威脅 ,同時也使起動能量損耗 ,尤其當頻繁起停 時更是如此。定子 有 6 個接頭引出 ,接到轉換開關上 ,起動時采用星形接法 ,起動完畢后再切換成 △ 接法。其優(yōu)點是起動電壓可以選擇 ,如 、 或 ,以適應不同負載的要求。其它還有延邊三角形起動 ,定子 串電阻起動等方法。其簡單的控制框圖如圖 22 所示。 7 華中科技大學文華學院畢業(yè)論文 該起動方式是應用最多的起動方式 ,尤其適用于風機和泵類負載的起動。采用軟起動器不僅可以減少機器磨損，還可以保護負載峰值時的能量傳送裝置 .③ 運行中的起重機和升降機所吊的負載在急速起動和轉動時很容易發(fā)生擺動或振蕩，軟起動器 非常適用于這些場合。隨著改革開放，經(jīng)濟高速 發(fā)展，形成了一個巨大的市場，很多先進的產(chǎn)品從發(fā)達國家進口，在我國運行良好，滿足了 我國生產(chǎn)和生活需要。