【導(dǎo)讀】證了生產(chǎn)機(jī)械正常啟動(dòng)。啟動(dòng)平滑，設(shè)備安全可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便等特點(diǎn)。電動(dòng)機(jī)Y-△啟動(dòng)繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)及各種運(yùn)行狀態(tài)。調(diào)速性能的好壞往往影響到生產(chǎn)機(jī)械的工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量。改變電動(dòng)機(jī)工作電源頻率達(dá)到改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。

　　

【正文】 220V，運(yùn)行仿真模型。待運(yùn)行結(jié)束后，將仿真參數(shù)重新設(shè)置后在指令窗口運(yùn)行如下指令： Xinitial=Xfinal Xinitial = +002* 運(yùn)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(xué)海濱學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 圖 55 電阻為 0Ω時(shí)仿真曲線圖 圖 56 電阻為 2Ω時(shí)仿真曲線圖 北京交通大學(xué)海濱學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 圖 57 電阻為 15Ω時(shí)仿真曲線圖 結(jié)論分析 繞線型異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串入附加電阻，使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率加大，電動(dòng)機(jī)在較低的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行。串入的電阻越大，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速越低。此方法設(shè)備簡(jiǎn)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(jí)調(diào)速，機(jī)械特性較軟。 線繞型異步電動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)子串電阻啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)電流減小而啟動(dòng)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(dòng)電流減小，因而定子的啟動(dòng)電流也相應(yīng)減小；適當(dāng)選擇變阻器的阻值，可是啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩增大， 這時(shí)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(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速增加。 利用 Matlab 軟件的 Simulink 功能建立的異步電動(dòng)機(jī)通用動(dòng)態(tài)仿真模型，具有直觀、方便、靈活的特點(diǎn)。充分發(fā)揮了 Matlab 的強(qiáng)大矩陣運(yùn)算功能及繪圖方便和直觀生成模型的優(yōu)勢(shì)，使得仿真運(yùn)算更加方便、快捷，提高了效率和精度。 通過異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng) 過程的實(shí)例仿真結(jié)果，充分證實(shí)了動(dòng)態(tài)仿真模型的正確性而且在仿真時(shí)可以隨便改變仿真參數(shù)，隨時(shí)地觀察仿真波形，使得仿真更加具北京交通大學(xué)海濱學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 有實(shí)時(shí)性、直觀性。 北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 結(jié) 論 本文首先分析了三相異步電機(jī)的傳統(tǒng)的幾種起動(dòng)方法及其起動(dòng)特性，得出利用晶閘管調(diào)壓的軟起動(dòng)方式可以獲得較為理想的軟起動(dòng)效果的理論。即在同等的條件下，起動(dòng)控制電路具有較簡(jiǎn)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(dòng)性能。 通過我們的研究，可以得到以下結(jié)論： ； ， 負(fù)載加速?zèng)]有沖擊； 。 ，但這對(duì)不頻繁起動(dòng)的電機(jī)拖動(dòng)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(dòng)機(jī)用電效率的三個(gè)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(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行節(jié)能控制的問題是一個(gè)非線性控制問題。本文從異步電動(dòng)機(jī)節(jié)能運(yùn)行的角度出發(fā)，按能耗最小尋優(yōu)目標(biāo)功率因數(shù) 以及按負(fù)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(shí)現(xiàn)上也是切實(shí)可行的。 北京交通大學(xué)海濱學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34 致 謝 在此論文的寫作期間，得到畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師悉心的指導(dǎo)和精心的幫助，并在實(shí)習(xí)時(shí)也得到實(shí)習(xí)老師的幫助，在此向各老師表示深深的感謝。同時(shí)我也得到電子工程系同學(xué)的大力支持及學(xué)長(zhǎng)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(xué)海濱學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35 參考文獻(xiàn) [1] 胡壽松 主編． 自動(dòng)控制原理 [J]． 北京，科學(xué)出版社， 2020 [2] 顧繩谷 主編． 電機(jī)及拖到基礎(chǔ) [M]． 北 京，機(jī)械工業(yè)出版社 ,2020 [3] 何克忠 主編． 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) [M]． 北京 ,清華大學(xué)出版社， 1999 [4] 賀益康 主編． 交流電機(jī)的計(jì)算機(jī)仿真 [M]． 北京，科學(xué)出版社， 1990 [5] 顧繩谷 主編． 電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ) [M]． 北京 ,機(jī)械工業(yè)出版社， 1980 [6] 李發(fā)海 主編． 電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)第二版 [J]． 北京 ,清華大學(xué)出版社， 1994 [7] 周定頤 主編．電機(jī)及電力拖 [M]． 北京 ,機(jī)械工業(yè)出版社， 1987 [8] 陳伯時(shí) 主編． 電力拖到自動(dòng)控制系統(tǒng) [J].北京 ,機(jī)械工業(yè)出版社， 2020 [9] 任興權(quán)主編 .電力拖 動(dòng)基礎(chǔ) [J].第 2 版 .北京 ,冶金工業(yè)出版社， 2020 [10]胡幸鳴主編 .電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ) [M]. 北京 ,機(jī)械工業(yè)出版社， 1999 [11]邵群濤主編 . 電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ) [M]. 北京 ,機(jī)械工業(yè)出版社， 1999 [12]李發(fā)海主編 .電機(jī)學(xué) . 第 3 版 [J].北京 ,科學(xué)出版社， 2020 [13]康華光主編 .電子技術(shù) .第 3版 [J]. 北京 ,高等教育出版社， 2020 [14]賈正春主編 .電力電子學(xué) [M]. 北京：中國電力出版社， 2020 [15]黃一夫主編 . 微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù) [M]. 北京， 機(jī)械工業(yè)出版社， 1988 [16]賴壽宏主編 .微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù) [M]. 北京 ， 機(jī)械工業(yè)出版社， 2020 [17]譚維瑜主編 .電機(jī)與電氣控制 [M]. 北京 ， 機(jī)械工業(yè)出版社， 1995 北京交通大學(xué)海濱學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 36 附錄 一 中文翻譯 異步電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、價(jià)格低、維護(hù)方便等一系列的優(yōu)點(diǎn)，因此，異步電動(dòng)機(jī)被廣泛應(yīng)用在電力拖動(dòng)系統(tǒng)中。尤其是隨著電力 電子 技術(shù)的 發(fā)展 和交流調(diào)速技術(shù)的日益成熟，使得異步電動(dòng)機(jī)在調(diào)速性能方面大大提高。目前，異步電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)已被廣泛地應(yīng)用在各個(gè)工業(yè)電氣自動(dòng)化領(lǐng)域中。就三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性出發(fā)，主要簡(jiǎn)述電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)，制動(dòng)、調(diào)速等技術(shù)問題。 1 三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性文 三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性是指電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 n與電磁轉(zhuǎn)矩 Tem 之間的關(guān)系。由于轉(zhuǎn)速 n 與轉(zhuǎn)差率 S有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，所以機(jī)械特性也常用 Tem＝ f（ s）的形式表示。三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩表達(dá)式有三種形式，即物理表達(dá)式、參數(shù)表達(dá)式和實(shí)用表達(dá)式。物理表達(dá)式反映了異步 電動(dòng)機(jī)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(dá)式反映了電磁轉(zhuǎn)矩與電源參數(shù)及電動(dòng)機(jī)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(duì)電磁轉(zhuǎn)矩的影響和對(duì)各種人為特性的影響。實(shí)用表達(dá)式簡(jiǎn)單、便于記憶，是工程 計(jì)算 中常采用的形式。 電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩是反映電動(dòng)機(jī)的過載能力和啟動(dòng)性能的兩個(gè)重要指標(biāo)，最大轉(zhuǎn)矩和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩越大，則電動(dòng)機(jī)的過載能力越強(qiáng)，啟動(dòng)性能越好。 三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)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(diǎn)，其線性段為穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)，而非線性段為不穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)。固有機(jī)械特性的線性段屬于硬特性，額定工作點(diǎn)的轉(zhuǎn)速略低于同步轉(zhuǎn)速。人為機(jī)械特性曲線的形狀可用參數(shù)表達(dá)式分析得出，分析時(shí)關(guān)鍵要抓住最大轉(zhuǎn)矩、臨界轉(zhuǎn)差率及啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩這三個(gè)量隨參數(shù)的變化 規(guī)律 。 2 三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng) 小容量的三相異步電動(dòng)機(jī)可以采用直接啟動(dòng)，容量較大的籠型電動(dòng)機(jī)可以采用降壓?jiǎn)?dòng)。降壓?jiǎn)?dòng)分為定子串接電阻或電抗降壓 啟動(dòng)、 YD降壓?jiǎn)?dòng)和自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)。定子串電阻或電機(jī)降壓?jiǎn)?dòng)時(shí)，啟動(dòng)電流隨電壓一次方關(guān)系減小，而啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩隨電壓的平方關(guān)系減小，它適用于輕載啟動(dòng)。 YD降壓?jiǎn)?dòng)只適用于正北京交通大學(xué)海濱學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 37 常運(yùn)行時(shí)為三角形聯(lián)結(jié)的電動(dòng)機(jī)，其啟動(dòng)電流和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩均降為直接啟動(dòng)時(shí)的1/3，它也適用于輕載啟動(dòng)。自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)時(shí)，啟動(dòng)電流和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩均降為直接啟動(dòng)時(shí)的 l/k2（ k為自耦變壓器的變比），適合帶較大的負(fù)載啟動(dòng)。 繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)可采用轉(zhuǎn)子串接電阻或頻敏變阻器啟動(dòng)，其啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、啟動(dòng)電流小，適用于中、大型異步電動(dòng)機(jī)的重載啟動(dòng)。 軟啟動(dòng) 器是一種集電機(jī)軟啟動(dòng)、軟停車、輕載節(jié)能和多種保護(hù)功能于一體的新型電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)之間的三相反并聯(lián)晶閘管及其 電子 控制電路。運(yùn)用串接于電源與被控電動(dòng)機(jī)之間的軟啟動(dòng)器，以不同的方法，控制其內(nèi)部晶閘管的導(dǎo)通角，使電動(dòng)機(jī)輸入電壓從零以預(yù)設(shè)函數(shù)關(guān)系逐漸上升，直至啟動(dòng)結(jié)束，賦予電動(dòng)機(jī)全電壓，即為軟啟動(dòng)。在軟啟動(dòng)過程中，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩逐漸增加，轉(zhuǎn)速也逐漸增 加。軟啟動(dòng)器實(shí)際上是個(gè)調(diào)壓器，用于電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，輸出只改變電壓并沒有改變頻率。 3 三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 三相異步電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子串接電阻調(diào)速、串級(jí)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(jī)極數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的變化。變極調(diào)速為有級(jí)調(diào)速，變極調(diào)速時(shí)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(shí)，應(yīng)同時(shí)對(duì)調(diào)定子兩相 接線，這樣才能保證調(diào)速后電動(dòng)機(jī)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(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，適用于恒轉(zhuǎn)矩和恒功率負(fù)載。 繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子串接電阻調(diào)速方法簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，但調(diào)速是有級(jí)的，不平滑，且低速時(shí)特性軟，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性差，同時(shí)轉(zhuǎn)子銅損耗大，電動(dòng)機(jī)的效率低。串級(jí)調(diào)速克服了轉(zhuǎn)子串接電阻調(diào)速的缺點(diǎn)，但設(shè)備要復(fù)雜得多。 異步電動(dòng)機(jī)的降壓調(diào)速主要用于風(fēng)機(jī)類負(fù)載的場(chǎng)合，或高轉(zhuǎn)差率的電動(dòng)機(jī)上，同時(shí)應(yīng)采用速度負(fù)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(gè)過程叫整流。再把直流電（ DC）變換為交流電（ AC），這個(gè)北京交通大學(xué)海濱學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(duì)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(dòng)機(jī)的調(diào)速，又叫變頻調(diào)速器。 北京交通大學(xué)海濱學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（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 relationsh