【正文】 【14】 Mauricio de Campos，Emerson Giovani Caratti，Hilton Abilio Grundling． Design of a PositionServo with Induction Motor Using SelfTuning Regulator and Kalman Filter．In：Industry Applications Confefence． New York，2000，16131618?！?】 陶永華．新型PID控制及其應(yīng)用．機(jī)械工業(yè)出版社。分析了三相交流調(diào)壓電路的有限狀態(tài)機(jī)模型和移相范圍，提出了交流調(diào)壓電路的觸發(fā)穩(wěn)定性問題，分析現(xiàn)有觸發(fā)方案，即電壓同步雙脈沖觸發(fā)的可靠性，確認(rèn)了六路觸發(fā)電壓同步的寬脈沖觸發(fā)方案，并通過仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了結(jié)論。圖4．5是在給定為Kp=Ki=150、Kd=0．02時(shí)的響應(yīng)曲線，可以看出其曲線振蕩的幅度明顯減小，同時(shí)啟動過程的整體曲線較好，該參數(shù)也是最后整定的參數(shù)。經(jīng)過多次經(jīng)驗(yàn)選定Kp=8。采用臨界比例度法的整定過程是：將對象與一比例控制器接成閉環(huán)，調(diào)節(jié)比例作用直至系統(tǒng)輸出出現(xiàn)不衰減的等幅振蕩，記錄下臨界振蕩周期和增益，則控制器的參數(shù)可以通過查表確定。本節(jié)采用的觸發(fā)方案是電壓同步寬脈沖觸發(fā)。 () 以三相導(dǎo)通電機(jī)模型狀態(tài)方程()為例，采用四階龍格庫塔算法的表達(dá)式如式()所示。則程序進(jìn)入三相全不導(dǎo)通模塊，否則說明B相和c相電流都不為零，則程序返回到BC兩相導(dǎo)通。、兩相導(dǎo)通以及三相全不導(dǎo)通各模式下的數(shù)學(xué)模型，可以用MATLAB語言編寫M文件來實(shí)現(xiàn)。這里主要給出關(guān)鍵部分一一電機(jī)模型部分的模型構(gòu)建方法。 （） 其中： （） 其中： （） 其中： ，首先應(yīng)用式()將ABC順序的三相變量轉(zhuǎn)換為BCA順序的三相變量，然后將BCAJJ頂序的三相變量在經(jīng)過式()的Park變換，得到了基于BCA順序的兩相坐標(biāo)變量和，注意到此時(shí)的=0，仍然應(yīng)用式()計(jì)算出此時(shí)的BCA順序的兩相電流變量和，再通過式()得；通過式()(將BCA順序的變量變換到ABC順序的變量)()(Park變換)得到ABC順序的三相變量。先將式()寫成矩形形式 () 其中: 整理上式可得到三相全通時(shí)鼠籠式異步電動機(jī)的狀態(tài)方程 () 由上式可得出： + （） 兩相電流變量求出來以后，通過公式（）變換得到三相電壓變量 () 式中的變換矩陣即為式()中的的逆變換電機(jī)轉(zhuǎn)矩和電機(jī)的運(yùn)動方程式分別為式()和() () () 公式()、()和()就是三相鼠籠式異步電動機(jī)三相導(dǎo)通時(shí)的數(shù)學(xué)模型，可以據(jù)此編寫出仿真程序。 A相電流波形和轉(zhuǎn)速波形 b)A相電流波形以及對應(yīng)的觸發(fā)脈沖波形和電源電壓波形 。在脈沖寬度增大后，會使三路觸發(fā)方案中口的上限受到極大的限制，由式()的右側(cè)有 ()而極限情況是，這個(gè)范圍太窄，以至于三路觸發(fā)的寬脈沖方案實(shí)用性不強(qiáng)。(A相漏掉一個(gè)脈沖)時(shí)的有限狀態(tài)機(jī)模型除了上述的不穩(wěn)定情況，其它的擾動也可能使觸發(fā)方案偏離它的正確工作模式，例如，如果擾動使B相漏了一個(gè)脈沖，因此，觸發(fā)的不穩(wěn)定性是電壓同步雙脈沖觸發(fā)的最大問題。圖2．11中，由于雙脈沖的第一個(gè)脈沖沒有起到作用，而第二個(gè)脈沖又誤觸發(fā)了與之反向并聯(lián)的晶閘管，從而導(dǎo)致了電流波形的不正確。晶閘管觸發(fā)脈沖的最小寬度取決于它的電流的上升速度，即在脈沖存續(xù)的時(shí)間內(nèi)，電流就要到達(dá)它的掣住電流，否則就不能保證晶閘管可靠導(dǎo)通，在可控整流電電流的上升速度只受換流電感的制約，而在交流調(diào)壓電路中，它受負(fù)載電感的制約要遠(yuǎn)大于前者。就是在觸發(fā)每個(gè)晶閘管(例如Thl)的同時(shí)還要給其前面的晶閘管(例如Th6)補(bǔ)發(fā)一個(gè)脈沖，此時(shí)，對于每個(gè)晶閘管來說，邏輯上真正起觸發(fā)作用的是第一個(gè)脈沖。通過以上分析我們知道，當(dāng)0≤≤60或，電路在“三相全導(dǎo)通” 和“二相導(dǎo)通”兩種模式之間交替出現(xiàn)。它們分別是：三相全導(dǎo)通即A+BC、A+BC+、A+B+C、AB+C、ABC+、A+B+C+；兩相導(dǎo)通，即A+B、AB+、AC+、A+C、B+C、BC+以及三相全不通的狀態(tài)。(M)、晶閘管Thl～Th6組成。(2)提出了交流調(diào)壓電路的觸發(fā)穩(wěn)定性問題。軟啟動器在電動機(jī)啟動過程中，通過逐漸增大晶閘管的導(dǎo)通角，使電動機(jī)的啟動電流從零線性上升至設(shè)定值。該方式是所介紹的啟動方式中啟動轉(zhuǎn)矩最大的一種，該啟動方式在啟動初始階段有一個(gè)較大的啟動沖擊電流，該電流值大于設(shè)定的恒流啟動值I，從而產(chǎn)生較大的沖擊矩去克服較大的靜摩擦轉(zhuǎn)矩，使設(shè)備能夠啟動，然后即進(jìn)入恒流啟動階段直至啟動完畢。這種啟動方式應(yīng)用最為廣泛。下面介紹三種常用的晶閘管軟啟動方式：(1)斜坡升壓軟起動。這種方法與Y△方法比較除了可以滿足啟動要求外，還可以進(jìn)行多級調(diào)節(jié)，減少了對系統(tǒng)的沖擊，不足之處在于自耦變壓器的重量和成本都遠(yuǎn)大于星一三角轉(zhuǎn)換開關(guān)。在三相交流異步電動機(jī)不宜采用直接啟動的時(shí)候，可以考慮采用定子串電阻或串電抗器啟動、Y一△啟動、自耦變壓器降壓啟動、轉(zhuǎn)子串電阻啟動、晶閘管電子軟啟動、分級變頻軟啟動、兩相變頻調(diào)壓軟啟動等方法。s cage with the motor started implementation control，Using matlab／simulink toolbox the establishment of a motor, the result of the model of emulation.Key words：Soft start Squirrelcage motor AC voltage regulator PID controller第一章 緒論從電機(jī)發(fā)展至今，三相交流異步電動機(jī)得到了極其廣泛的應(yīng)用。本文主要深入的分析和研究了交流調(diào)壓軟啟動電路的可靠性和恒流控制問題。In the solution reliable question，embarked from the triggering plan and the phase shifting scope determination two aspects，has studied each kind of triggering plan reliability。從交流異步電動機(jī)機(jī)械特性可以看出電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩T和成正比，直接啟動產(chǎn)生的較大的沖擊轉(zhuǎn)矩，會導(dǎo)致電機(jī)的電樞繞組和傳動機(jī)構(gòu)的損壞，從而影響機(jī)械加工的精度。這種啟動方式的優(yōu)點(diǎn)是操作方便，啟動設(shè)備簡單，應(yīng)用較為廣泛；缺點(diǎn)是電動機(jī)的電壓只能分成兩級，即從l／ u到u，變化很不連續(xù)。晶閘管交流調(diào)壓軟啟動是將采用反向并聯(lián)接線的晶閘管接在電動的三相繞組上，在電動機(jī)啟動過程中通過控制晶閘管導(dǎo)通角的大小，使電動機(jī)的啟動電流按照工作要求設(shè)定的規(guī)律變化的一種啟動方法。如圖1．1所示。這種啟動方式在啟動瞬間的啟動轉(zhuǎn)矩較大，適用于較大負(fù)載的啟動，如一些帶負(fù)載啟動的設(shè)備。在每個(gè)支路反向并聯(lián)兩個(gè)晶閘管，通過控制晶閘管的導(dǎo)通角，使每兩個(gè)工頻電源周期導(dǎo)通一個(gè)正半波和一個(gè)負(fù)半波，以產(chǎn)生頻率為25Hz電源波形；若每三個(gè)工頻電源周期選擇連續(xù)導(dǎo)通兩個(gè)正半波后再連續(xù)導(dǎo)通兩個(gè)負(fù)半波，則可產(chǎn)生頻率為50／3Hz的電源波形；而每五個(gè)工頻電源周期選擇連續(xù)導(dǎo)通三個(gè)正半波后再連續(xù)導(dǎo)通三個(gè)負(fù)半波，則可形成頻率為10Hz電源波形。本文主要是為了解決鼠籠式異步電動機(jī)在啟動過程中所產(chǎn)生的一些列問題，在查閱了大量中外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，針對以上問題，對交流調(diào)壓鼠籠式異步電動機(jī)軟啟動電路的觸發(fā)方案穩(wěn)定性和啟動電流的控制方面展開了深入的研究和分析。將PID控制器應(yīng)用于該控制系統(tǒng)，并給出了詳細(xì)的設(shè)計(jì)過程。其采用三對反向并聯(lián)的晶閘管串聯(lián)于電動機(jī)的三相供電電路上，利用晶閘管的電子開關(guān)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(shí)間，從而改變電動機(jī)定子輸入端的電壓，以達(dá)到控制電動機(jī)的啟動過程的目的。當(dāng)電路處于正