【導讀】證了生產(chǎn)機械正常啟動。啟動平滑，設(shè)備安全可靠，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便等特點。電動機Y-△啟動繞線式三相異步電動機的啟動及各種運行狀態(tài)。調(diào)速性能的好壞往往影響到生產(chǎn)機械的工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量。改變電動機工作電源頻率達到改變電機轉(zhuǎn)速的目的。

　　

【正文】 作電壓設(shè)置為 220V，運行仿真模型。待運行結(jié)束后，將仿真參數(shù)重新設(shè)置后在指令窗口運行如下指令： Xinitial=Xfinal Xinitial = +002* 運行后可得到的轉(zhuǎn)子電流，定子電流，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩的規(guī)律曲線 : 北京交通大學海濱學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 30 圖 55 電阻為 0Ω時仿真曲線圖 圖 56 電阻為 2Ω時仿真曲線圖 北京交通大學海濱學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 圖 57 電阻為 15Ω時仿真曲線圖 結(jié)論分析 繞線型異步電動機轉(zhuǎn)子串入附加電阻，使電動機的轉(zhuǎn)差率加大，電動機在較低的轉(zhuǎn)速下運行。串入的電阻越大，電動機的轉(zhuǎn)速越低。此方法設(shè)備簡單，控制方便，但轉(zhuǎn)差功率以發(fā)熱的形式消耗在電阻上。屬有級調(diào)速，機械特性較軟。 線繞型異步電動機在轉(zhuǎn)子串電阻啟動時，啟動電流減小而啟動轉(zhuǎn)矩反而增大。轉(zhuǎn)子電路內(nèi)串聯(lián)電阻 有兩種作用：由于轉(zhuǎn)子電路的電阻增大，使轉(zhuǎn)子阻抗增大，轉(zhuǎn)子的繞組的啟動電流減小，因而定子的啟動電流也相應減??；適當選擇變阻器的阻值，可是啟動轉(zhuǎn)矩增大， 這時雖然轉(zhuǎn)子電流減小，但轉(zhuǎn)子的功率因數(shù)顯著增大，所以轉(zhuǎn)矩也增大。 轉(zhuǎn)子繞組串入電阻，其轉(zhuǎn)子阻值增加，使得電動機的轉(zhuǎn)速增加。 利用 Matlab 軟件的 Simulink 功能建立的異步電動機通用動態(tài)仿真模型，具有直觀、方便、靈活的特點。充分發(fā)揮了 Matlab 的強大矩陣運算功能及繪圖方便和直觀生成模型的優(yōu)勢，使得仿真運算更加方便、快捷，提高了效率和精度。 通過異步電動機啟動 過程的實例仿真結(jié)果，充分證實了動態(tài)仿真模型的正確性而且在仿真時可以隨便改變仿真參數(shù)，隨時地觀察仿真波形，使得仿真更加具北京交通大學海濱學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 32 有實時性、直觀性。 北京交通大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 結(jié) 論 本文首先分析了三相異步電機的傳統(tǒng)的幾種起動方法及其起動特性，得出利用晶閘管調(diào)壓的軟起動方式可以獲得較為理想的軟起動效果的理論。即在同等的條件下，起動控制電路具有較簡練的結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)工作可靠性高，這種方式可以較小的成本獲取較高的起動性能。 通過我們的研究，可以得到以下結(jié)論： ； ， 負載加速沒有沖擊； 。 ，但這對不頻繁起動的電機拖動設(shè)備沒有影響。 ，因而為減小與之配套的供電變壓器容量創(chuàng)造了有利的條件。 影響三相異步電動機用電效率的三個關(guān)鍵因素電壓、轉(zhuǎn)差和功率因數(shù)之間存在耦合關(guān)系，因此對三相異步電動機進行節(jié)能控制的問題是一個非線性控制問題。本文從異步電動機節(jié)能運行的角度出發(fā)，按能耗最小尋優(yōu)目標功率因數(shù) 以及按負載率 β確定最佳調(diào)整電壓 U1j，不僅在理論上得出了控制方法，在技術(shù)實現(xiàn)上也是切實可行的。 北京交通大學海濱學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 34 致 謝 在此論文的寫作期間，得到畢業(yè)設(shè)計指導老師悉心的指導和精心的幫助，并在實習時也得到實習老師的幫助，在此向各老師表示深深的感謝。同時我也得到電子工程系同學的大力支持及學長們的無私幫助，另外本文參考了多篇論文，在此一并表示感謝！ 北京交通大學海濱學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 35 參考文獻 [1] 胡壽松 主編． 自動控制原理 [J]． 北京，科學出版社， 2020 [2] 顧繩谷 主編． 電機及拖到基礎(chǔ) [M]． 北 京，機械工業(yè)出版社 ,2020 [3] 何克忠 主編． 計算機控制系統(tǒng) [M]． 北京 ,清華大學出版社， 1999 [4] 賀益康 主編． 交流電機的計算機仿真 [M]． 北京，科學出版社， 1990 [5] 顧繩谷 主編． 電機及拖動基礎(chǔ) [M]． 北京 ,機械工業(yè)出版社， 1980 [6] 李發(fā)海 主編． 電機與拖動基礎(chǔ)第二版 [J]． 北京 ,清華大學出版社， 1994 [7] 周定頤 主編．電機及電力拖 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s）的形式表示。三相異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩表達式有三種形式，即物理表達式、參數(shù)表達式和實用表達式。物理表達式反映了異步 電動機電磁轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的物理本質(zhì)，說明了電磁轉(zhuǎn)矩是由主磁通和轉(zhuǎn)子有功電流相互作用而產(chǎn)生的。參數(shù)表達式反映了電磁轉(zhuǎn)矩與電源參數(shù)及電動機參數(shù)之間的關(guān)系，利用該式可以方便地分析參數(shù)變化對電磁轉(zhuǎn)矩的影響和對各種人為特性的影響。實用表達式簡單、便于記憶，是工程 計算 中常采用的形式。 電動機的最大轉(zhuǎn)矩和啟動轉(zhuǎn)矩是反映電動機的過載能力和啟動性能的兩個重要指標，最大轉(zhuǎn)矩和啟動轉(zhuǎn)矩越大，則電動機的過載能力越強，啟動性能越好。 三相異步電動機的機械特性 是一條非線性曲線，一般情況下，以最大轉(zhuǎn)矩（或臨界轉(zhuǎn)差率）為分界點，其線性段為穩(wěn)定運行區(qū)，而非線性段為不穩(wěn)定運行區(qū)。固有機械特性的線性段屬于硬特性，額定工作點的轉(zhuǎn)速略低于同步轉(zhuǎn)速。人為機械特性曲線的形狀可用參數(shù)表達式分析得出，分析時關(guān)鍵要抓住最大轉(zhuǎn)矩、臨界轉(zhuǎn)差率及啟動轉(zhuǎn)矩這三個量隨參數(shù)的變化 規(guī)律 。 2 三相異步電動機的啟動 小容量的三相異步電動機可以采用直接啟動，容量較大的籠型電動機可以采用降壓啟動。降壓啟動分為定子串接電阻或電抗降壓 啟動、 YD降壓啟動和自耦變壓器降壓啟動。定子串電阻或電機降壓啟動時，啟動電流隨電壓一次方關(guān)系減小，而啟動轉(zhuǎn)矩隨電壓的平方關(guān)系減小，它適用于輕載啟動。 YD 降壓啟動只適用于正北京交通大學海濱學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 37 常運行時為三角形聯(lián)結(jié)的電動機，其啟動電流和啟動轉(zhuǎn)矩均降為直接啟動時的1/3，它也適用于輕載啟動。自耦變壓器降壓啟動時，啟動電流和啟動轉(zhuǎn)矩均降為直接啟動時的 l/k2（ k為自耦變壓器的變比），適合帶較大的負載啟動。 繞線轉(zhuǎn)子異步電動機可采用轉(zhuǎn)子串接電阻或頻敏變阻器啟動，其啟動轉(zhuǎn)矩大、啟動電流小，適用于中、大型異步電動機的重載啟動。 軟啟動 器是一種集電機軟啟動、軟停車、輕載節(jié)能和多種保護功能于一體的新型電動機控制裝置，國外稱為 Soft Starter。它的主要構(gòu)成是串接于電源與被控電動機之間的三相反并聯(lián)晶閘管及其 電子 控制電路。運用串接于電源與被控電動機之間的軟啟動器，以不同的方法，控制其內(nèi)部晶閘管的導通角，使電動機輸入電壓從零以預設(shè)函數(shù)關(guān)系逐漸上升，直至啟動結(jié)束，賦予電動機全電壓，即為軟啟動。在軟啟動過程中，電動機啟動轉(zhuǎn)矩逐漸增加，轉(zhuǎn)速也逐漸增 加。軟啟動器實際上是個調(diào)壓器，用于電動機啟動時，輸出只改變電壓并沒有改變頻率。 3 三相異步電動機的調(diào)速 三相異步電動機的調(diào)速方法有變極調(diào)速、變頻調(diào)速和變轉(zhuǎn)差率調(diào)速。其中變轉(zhuǎn)差率調(diào)速包括繞線轉(zhuǎn)子異步電動機的轉(zhuǎn)子串接電阻調(diào)速、串級調(diào)速和降壓調(diào)速。 變極調(diào)速是通過改變定子繞組接線方式來改變電機極數(shù)，從而實現(xiàn)電機轉(zhuǎn)速的變化。變極調(diào)速為有級調(diào)速，變極調(diào)速時的定子繞組聯(lián)結(jié)方式有三種： YYY、順串 Y反串 Y、 DYY。其中 YYY 聯(lián)結(jié)方式屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式，另外兩種屬于恒功率調(diào)速方式。變極調(diào)速時，應同時對調(diào)定子兩相 接線，這樣才能保證調(diào)速后電動機的轉(zhuǎn)向不變。 變頻調(diào)速是 現(xiàn)代 交流調(diào)速技術(shù)的主要方向，它可實現(xiàn)無級調(diào)速，適用于恒轉(zhuǎn)矩和恒功率負載。 繞線轉(zhuǎn)子電動機的轉(zhuǎn)子串接電阻調(diào)速方法簡單，易于實現(xiàn)，但調(diào)速是有級的，不平滑，且低速時特性軟，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性差，同時轉(zhuǎn)子銅損耗大，電動機的效率低。串級調(diào)速克服了轉(zhuǎn)子串接電阻調(diào)速的缺點，但設(shè)備要復雜得多。 異步電動機的降壓調(diào)速主要用于風機類負載的場合，或高轉(zhuǎn)差率的電動機上，同時應采用速度負反饋的閉環(huán) 控制系統(tǒng)。 把電壓和頻率固定不變的工頻交流電變換為電壓或頻率可變的交流電的裝置稱作“變頻器”。為了產(chǎn)生可變的電壓和頻率，該設(shè)備首先要把電源的交流電變換為直流電（ DC），這個過程叫整流。再把直流電（ DC）變換為交流電（ AC），這個北京交通大學海濱學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 38 過程叫逆變，把直流電變換為交流電的裝置叫逆變器（ inverter）。對于逆變?yōu)轭l率可調(diào)、電壓可調(diào)的逆變器我們稱為變頻器。變頻器輸出的波形是模擬正弦波，主要用在三相異步動機的調(diào)速，又叫變頻調(diào)速器。 北京交通大學海濱學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 39 附錄 二 外文原文 Asynchronous motor has a simple structure, reliable operation, low price, convenient maintenance and a series of advantages, therefore, asynchronous motor is widely used in electric drive system. Especially with the development of power electronic technology and AC drive technology bees more mature, greatly improve the speed performance makes the asynchronous motor. At present, electric drive asynchronous motor has been widely used in various industrial electrical automation. The mechanical properties of threephase asynchronous motor starting, the main motor starting, braking, speed control technology. The mechanical properties of 1 threephase asynchronous motor Mechanical characteristics of threephase asynchronous motor is refers to the relationship between the speed of the motor electromagic torque of N and Tem. Due to the speed of N and slip S have a certain relationship, so the mechanical properties are also monly used Tem = f (s) representation. Electromagic torque expression of threephase asynchronous motor has three forms, namely physical expression, parameters and practical expression. Physical expressions reflect the physical nature of electromagic torque of asynchronous motor, the electromagic torque is generated by the main flux and rotor active current interaction. Parameter expression reflects the relati