【正文】 ThThTh2導(dǎo)通。 。此時，功率因數(shù)角、觸發(fā)角為=1脈沖寬度P=15，顯然，能滿足式()，但式()不成立，由于采用的觸發(fā)電路不同，所以得到的電流波形完全不同，、電源相電壓和A相晶閘管Thl的觸發(fā)脈沖波形?？煽卣麟娐返膶捗}沖觸發(fā)是用一個寬度大于60的脈沖代替原來的每相中的雙脈沖，但對于交流調(diào)壓電路這還不夠，其寬度還要使式()和式()的左側(cè)成立，即和，這樣才可以避免上述不穩(wěn)定現(xiàn)象的產(chǎn)生。a）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采用電壓同步寬脈沖觸發(fā)方案得到的仿真波形如圖2．19所示。下面以B相電流截至情況為例來詳細(xì)說明，具體方法如下：式(3．1)中等號右邊的三相坐標(biāo)變量是按照ABC順序排列的，因此其等號左邊的變量均為基于該順序的兩相坐標(biāo)變量。對該模型仿真得到的定子電流、。(包括各相相電流曲線、轉(zhuǎn)速曲線和轉(zhuǎn)矩曲線等)。但是，對于一定的系統(tǒng)，合理的參數(shù)組并不唯一，PID參數(shù)的整定是一項實踐性很強的、與現(xiàn)場操作經(jīng)驗密切相關(guān)的非常細(xì)致的工作。 Kp=Ki=150、Kd=O時的定子電流曲線(3)引入微分作用首先將Kd按經(jīng)驗值設(shè)置，并由小到大加入，若曲線超調(diào)量大而衰減慢，則需要增大Kd，若曲線振蕩厲害，則應(yīng)減小Kd，觀察曲線，在適當(dāng)調(diào)節(jié)Kp和Ki，反復(fù)調(diào)試直到得到滿意的過渡過程曲線為止?！?】 余洪明．“軟起動”的由來和應(yīng)用．電工技術(shù)雜志。他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵著我。根據(jù)交流調(diào)壓鼠籠式電機的啟動電流控制系統(tǒng)的特征，將PID控制器應(yīng)用于該控制系統(tǒng)，給出了詳細(xì)的設(shè)計過程，并通過MATLAB進行了驗證。由該響應(yīng)曲線可以看出，在啟動過程的絕大多數(shù)時間內(nèi)，響應(yīng)值都小于給定值，即存在一定的“靜差”。圖中的被控對象為交流調(diào)壓電路和鼠籠式異步電機，輸入量c為系統(tǒng)給定，即為電機最大啟動電流的設(shè)定值。 程序進入三相全不導(dǎo)通模塊后，則等待觸發(fā)脈沖的到來，如果BC相被觸發(fā)則進入BC兩相導(dǎo)通模塊。圖中integrator為積分器。進一步由及式()有 () 再代入式（）可將其第一行解耦出來，其余三行組成一個三階方程組 () () 令 就可以將式（）寫成 () 整理上式得到： () 式（）是狀態(tài)方程形式的鼠籠電機的BC兩相導(dǎo)通的數(shù)學(xué)模型。其電流波形在轉(zhuǎn)速達(dá)到穩(wěn)定以后出現(xiàn)不規(guī)則情況。首先，它使電機不能正常工作，有可能會使電機的機械部分由于受到劇烈震動而損害，更為嚴(yán)重的是它會向電網(wǎng)注入直流分量，而由于變壓器及各種電氣設(shè)備線圈的直流電阻很小，很少的直流分量就會產(chǎn)生巨大的直流電流而燒毀設(shè)備。一般可將觸發(fā)脈沖的最小寬度取為，但根據(jù)雙脈沖的組成原理，每個觸發(fā)脈沖的寬度又不能超過60，即脈沖寬度路中，考慮了觸發(fā)脈沖的寬度問題以后，如果，即第一個脈沖的后沿在電流過零之后到達(dá)，與此同時第一個脈沖還存在，則對應(yīng)的晶閘管可能被觸發(fā)，為了使其可靠工作，要求留給電流上升的電角度要大于，即或者，這樣才能在觸發(fā)脈沖消失以前使電流上升到掣住電流。 “三相全導(dǎo)通”和“兩相導(dǎo)通”交替出現(xiàn)的有限狀態(tài)機模型 假設(shè)電路初始的工作狀態(tài)是三相導(dǎo)通狀態(tài)，即A+B+C，那么當(dāng)A相電流過零時，晶閘管Thl由于電流過零而被關(guān)斷，電路進入兩相導(dǎo)通B+C狀態(tài)，當(dāng)A相電壓負(fù)相的觸發(fā)脈沖觸發(fā)Th4，使得A相導(dǎo)通時，電路便又進入了三相導(dǎo)通AB+C狀態(tài)，依次類推。電路中所有元器件的工作情況的組合構(gòu)成了該電路的一個工作狀態(tài)。最后確認(rèn)了電壓同步的寬脈沖觸發(fā)方案更好。脈沖恒流軟啟動方式的啟動沖擊轉(zhuǎn)矩大，適用于重載啟動，如皮帶輸送機、破碎機的帶載啟動等。其不足之處在于由于不限流，那么在電機起動的過程中，有時產(chǎn)生的較大的沖擊電流會使晶閘管損壞，對電網(wǎng)影響比較大，所以實際應(yīng)用較少。由于啟動電流I和電源電壓U成正比，因此適當(dāng)降低電壓U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)機械上。在分析了三種交流調(diào)壓電路的有限狀態(tài)機模型的基礎(chǔ)上對交流調(diào)壓電路觸發(fā)的穩(wěn)定性問題進行了分析，并進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，并通過仿真和實驗驗證了這些結(jié)論，對三相交流調(diào)壓軟啟動電路的研究和設(shè)計有一定的指導(dǎo)意義。首先，三相交流異步電動機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繞組時就會產(chǎn)生大量的熱量，這樣就會使電機繞組元件的老化速度大大加快，從而導(dǎo)致電動機使用壽命的大大縮短。雖然轉(zhuǎn)子串電阻方法能有效的抑制啟動時的沖擊電流，但是與此同時會產(chǎn)生大量的能源浪費。在電動機剛啟動的瞬間即將電動機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。(3)根據(jù)負(fù)載情況及電網(wǎng)繼電保護特性，可自由地?zé)o級調(diào)整至最佳的啟動電流。由電動機轉(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)到改變交流電動機啟動時的沖擊電流和轉(zhuǎn)矩的目的。為了更好的實現(xiàn)控制作用，在一般情況下電流應(yīng)該是不連續(xù)的。此時，對于每個晶閘管(例如Thl)雖然有兩個觸發(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。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。本文研究的鼠籠式異步電動機是一個多變量、強耦合、非線性的復(fù)雜對象，由于隨著電機轉(zhuǎn)速的不斷加大，其功率因數(shù)也不斷變化，要在整個啟動過程中滿足移相范圍的條件比在某個固定的參數(shù)下滿足該條件要困難得多。在本文的實例中，將根據(jù)兩相靜止坐標(biāo)(坐標(biāo)系)下的電機數(shù)學(xué)模型來構(gòu)建異步電機仿真模型和交流調(diào)壓異步電機仿真電機仿真模型。 （） 其中： （） 其中： （） 其中： 通過以上方法，可以很方便的得出AC兩相導(dǎo)通和AB兩相導(dǎo)通時的數(shù)學(xué)模型。然后進入主循環(huán)，進入主循環(huán)后，首先進入三相導(dǎo)通程序模塊，計算出第1組變量值(包括電流量、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩量等)。 () 根據(jù)以上流程和算法編寫交流調(diào)壓電機的仿真模型。湊試法是基于控制器自身的控制行為的參數(shù)整定法，這種整定法不依賴于對象的數(shù)學(xué)模型，而是根據(jù)自身的控制行為來調(diào)整控制參數(shù)，系統(tǒng)的控制行為表現(xiàn)為偏差e和e’，PID調(diào)節(jié)器中的積分作用是對象過去受控效果的總和，比例作用是過去控制效果的現(xiàn)時表現(xiàn)，而微分作用是對未來控制作用的需求，因此湊試法是根據(jù)對象對控制作用的歷史效果、現(xiàn)時表現(xiàn)及未來需求的綜合來確定控制律，并不是由對象的具體數(shù)學(xué)模型決定的.本章的控制對象即交流調(diào)壓鼠籠式異步電動機系統(tǒng)不具有精確數(shù)學(xué)模型，主要有以下特點：在電機啟動的瞬間電流迅速增大到最大啟動電流，然后隨著轉(zhuǎn)速的上升，電流逐漸減小，最后當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速時，電流也減小到穩(wěn)態(tài)電流，而且最高電流一般為額定電流的48倍。第五章 總結(jié) 三相交流鼠籠式異步電動機因其結(jié)構(gòu)簡單，運行可靠和價格便宜而被廣泛應(yīng)用，然而，電動機啟動時刻出現(xiàn)的啟動電流一般高出額定電流的37倍，最高可達(dá)電動機額定電流的15倍，這樣大的電流不僅加重了進線，供電電網(wǎng)和接在電動機前面的開關(guān)電器的負(fù)荷，而且同時出現(xiàn)的巨大轉(zhuǎn)矩沖擊又會使電動機發(fā)生猛烈的沖擊而損壞電機的機械部分，傳統(tǒng)的降壓啟動存在一些缺點，如：降壓效果不明顯，耗能大，有機械觸點或不能平滑調(diào)節(jié)電壓等?！?】 陳伯時．電力拖動自動控制系統(tǒng)．機械工業(yè)出版社?！?1】 Waited Lukitsch and Milwaukee．Soft Start Vs AC DrivesUnderstand the Differents．In；Textile，F(xiàn)iber and Film Industry Technical Conference． London，2004，15。 盡管相對于其它的電力電子電路來所，移相式晶閘管交流調(diào)壓電路的工作原理最簡單，但在理論上的研究還不充分，一相或多相的晶閘管突然全開通，使電機變成全壓啟動，產(chǎn)生很大的啟動電流，甚至于某相的晶閘管變成了整流器，從電網(wǎng)吸收很大的直流電流，造成極大的危害。正因為被控對象本身具有的特殊性，即較大的