【正文】 1=2*pi*f*l1。 x2=2*pi*f*l2。 xm=2*pi*f*lm。 n1=60*f/p。 s=(n1n)/n1。tem=p/(2*pi*f)*m*u^2*r2/s/((r1+r2/s)^2+(x1+x2)^2)。 % 電磁轉矩i2=u/((r1+r2/s)+(x1+x2)*i) 。 % 轉子電流im=u/(xm*i)。 % 勵磁電流imm=abs(im)。i1=abs(i2+im) 。 % 定子電流有效值i2m=abs(i2) 。 % 轉子電流有效值p2=tem*2*pi*n/60000 。 % 輸出功率 　程序調試圖81是啟動過程中，轉速/時間、啟動電流/時間和啟動轉矩/時間的關系。圖71　轉速/時間、啟動電流/時間和啟動轉矩/時間波形通過變頻啟動，啟動電流相當??；啟動轉矩也相當平穩(wěn)，比額定轉矩稍大些。由于負載轉矩小，在達到穩(wěn)定狀態(tài)后，電機的轉速接近旋轉磁場轉速，電磁轉矩相當小，定子電流也相當小。8　籠型異步電動機的Matlab仿真　各種起動方式下的MATLAB仿真分析　異步電動機直接起動仿真圖52　異步電動機直接起動仿真模型上圖為異步電動機直接起動仿真模型。起動過程中，把全部的電源電壓直接加到電機的定子繞組。其中，三相電源的3路輸入信號的初始相位分別設置為0，120，120。相電壓設為220V，頻率為50Hz。電機模塊繞組類型選擇鼠籠式（Squirrelcage）。仿真算法為ode23tb。對各元件的參數配置完成后就可以進行仿真。DCABA圖53　直接起動仿真波形(A)轉子電流 （B）定子電流 （C）轉速 （D）轉矩從上圖可以看出，直接起動時，起動速度較快。因為負載很小，所以轉速非常接近同步轉速1500，轉速上升速度快。定子電流波形和轉子電流波形呈現(xiàn)較大的振蕩，起動后電流降至正常工作電流。異步電機在直接起動過程中的起動電流較大為138A，為額定電流的9倍，這與實際情況相符。（由額定電流計算公式得）。電機最初起動轉矩為260 ，這不利于電機的起動，電機在完全起動后轉矩接近于0，這是因為負載轉矩很小的緣故。　異步電動機定子串電抗起動仿真圖54　異步電動機定子串電抗起動仿真模型上圖為異步電動機定子串電抗的仿真模型，由于起動時定子繞組串入的電抗器起到了分壓作用，使加在電機上的端電壓降低，因此可以起到減小起動電流的作用。CDBA圖55　定子傳電抗起動仿真波形(A)轉子電流 （B）定子電流 （C）轉速 （D）轉矩從上圖可以看出，異步電動機通過定子串電抗器起動的方法，可以使電抗器起到一定的分壓作用，從而達到減小加在機端的電壓的目的，這樣可以減小起動電流（從定子電流波形可知起動電流為91A），相比于直接起動，起動電流顯著減小。同時，起動過程中定子電流和轉子電流的波形也相當理想，在最初起動時的振蕩過后能平穩(wěn)的衰減至正常工作電流。，略長于直接起動的起動時間。從轉矩波形我們可以看出，異步電動機定子串電抗起動時的起動轉矩僅為115，遠遠小于直接起動時的起動轉矩，這是因為起動電流正比于定子端電壓，而起動轉矩正比于定子端電壓的平方。如果起動時電機端電壓降低到額定電壓的倍，則起動電流降低到額定電壓時起動電流的，而起動轉矩則降到原來的，此種起動方法，起動轉矩比起動電流降低得更加厲害，并且轉矩在最初的振蕩過后迅速下降，這不利于電動機的起動，因此該起動方式只能用于空載或輕載的情況。此種起動方法最大的缺點是定子回路串電抗器將增加起動損耗，浪費電能。因此我對定子串電抗起動做了如下改進：圖56　異步電動機定子串電抗起動仿真模型（2）此種起動方式的優(yōu)點在于：電機起動過程中，三組breaker開關分別控制三組電抗器的投切。起動初期，三組電抗器全部串入定子繞組，起動過程中通過關閉breaker開關依次退出各組電抗器，這樣起到了逐步增加機端電壓的效果，直到加到全壓，這樣有利于電機的平滑起動，由于起動后三組電抗器均退出，可以減少損耗。ABCD圖57　定子傳電抗起動仿真波形（2）(A)轉子電流 （B）定子電流 （C）轉速 （D）轉矩從上圖可以看出，在這種起動過程中，最初起動電流進一步減小，約為60A。但是，異步電動機的定子電流和轉子電流波形，隨著電抗器組的退出，電流波形有明顯的跳躍現(xiàn)象，波形較差，起動過程不是很穩(wěn)定。從轉速波形我們可以看出，電動機轉速上升速度較慢，起動速度較慢。但是，在啟動過程中，起動轉矩在最初的振蕩過后，一直能保持一個較大的轉矩，直到整個起動過程結束，這點有利于電動機帶負載起動。　異步電動機自耦變壓器降壓起動仿真圖58　異步電動機自耦變壓器降壓起動仿真模型圖中為異步電動機自耦變壓器降壓起動仿真模型。起動時，串聯(lián)的一組breaker開關合上，并聯(lián)在變壓器兩端的一組breaker開關打開，這樣使得變壓器接入電源，其二次側抽頭接電動機，使電動機降壓起動。當轉速接近正常運行轉速時，將串聯(lián)的一組開關打開，并聯(lián)在變壓器兩端的開關閉合，則電動機接入全電壓（此時自耦變壓器已經脫離電源），繼續(xù)起動，但此時的電流沖擊已經很小。再過一小段時間，電機進入正常運行狀態(tài)。ABCD圖59　自耦變壓器起動仿真波形(A)轉子電流 （B）定子電流 （C）轉速 （D）轉矩從上圖可以看出，異步電動機通過自耦變壓器降壓起動，可以減小變壓器二次側加在定子兩端的機端電壓，從而達到減小起動電流的目的。從定子電流波形可知，定子電流為96A，比直接起動的定子電流小。但是在起動的過程中，由于自耦變壓器的退出，電流波形出現(xiàn)了高電流峰值，存在2次大的沖擊電流。，起動速度快，并且轉速上升的很快，能迅速達到額定轉速。此種起動方法，在起動電流減小的同時，起動轉矩也減小了，為132,這是因為采用自耦變壓器降壓起動，如果自耦變壓器的變比為，則起動電流變化的比值和轉矩變化的比值是相等的，都是直接起動時的。但是起動過程中，轉矩下降的較慢，因此，自耦變壓器降壓起動具有較大的起動能力和承受機械負載波動的能力，且自耦變壓器的二次繞組一般有三個抽頭可供不同負載起動時選擇，應用很廣泛，適用于容量較大的低壓電動機。它的缺點是體積大，質量大，價格高，起動線路較復雜，滑塊觸點氧化，需維護檢修。　異步電動機變頻起動仿真圖510　異步電動機變頻起動仿真模型圖中為異步電動機變頻起動仿真模型。采用交交變頻方式，通過改變電源的頻率可以改變電機的同步轉速和電機的實際轉速，在低頻條件下起動時可獲得較大的起動轉矩．有利于縮短啟動時間，且起動電流轉小（約是額定電流的l～)。ABCD圖511　變頻起動仿真波形(A)轉子電流 （B）定子電流 （C）轉速 （D）轉矩從上圖可以看出，變頻起動時，由于旋轉磁場的轉速和轉子轉速之間的轉速差大，通過改變旋轉磁場的頻率，使轉速差下降，感應電壓也下降，起動電流就不會象直接啟動時那樣突然增大好幾倍。從定子電流波形可以看出，起動電流為118A，并且沒有很大波動。，轉速能迅速上升到額定轉速，起動速度快。 從上圖轉矩波形可以看到，當采用變頻起動時，能很快獲得較大的轉矩（起動轉矩為220 ），使電機在重載情況下順利起動特別適合于重負載起動的設備。　各種起動方式性能比較技術性比較單從技術上來說，變頻具有不可比擬的優(yōu)勢，起動特性好，可連續(xù)起動多次，起動電流可控制在額定電流以下，起動時電網功率因素高 （～），電網壓降小，同時還可進行調速，減小動力設備功率消耗，節(jié)約電能。缺點是產生高磁諧波，污染電網，影響系統(tǒng)內其它設備的用電質量，要解決諧波污染，還得追加設備投資。經濟性比較從實用性經濟角度來說，變頻起動屬于一種過于奢侈的技術方案，雖然變頻起動可以將起動電流降到額定電流以下，但是對于不是特別頻繁起動又不需要調速的大型動力設備來說，僅僅為了起動而進行巨額投資，太不經濟。可靠性比較變頻軟起動技術含量高，設備復雜，技術難度較大，使用維護及故障處理等對技術人員的技術素質要求高。發(fā)生故障，解決問題的技術難度較高，事故處理周期較長。變頻調速起動是目前最好的電機起動方式，可以基本上做到對電網無沖擊，負荷電流從零平滑地達到滿負荷額定電流，而母線電壓維持不變。這種起動方式雖一次投資大，但起動過程對電網和設備影響很小，且節(jié)約能源。因此對于風機和泵類負載電動機的起動，在投資允許的條件下，應優(yōu)先采用變頻調速起動。變頻調速起動以其節(jié)能、降耗、優(yōu)質的性能成為符合21世紀發(fā)展需要的首要傳動技術。9　工作總結三相鼠籠式異步電動機起動系統(tǒng)分析是一個非常復雜的課題。該課題科技含量高，涉及電力電子、計算機、制造業(yè)等多種行業(yè)的前沿技術，同時，要對鼠籠式異步電動機的結構、起動、運行、電氣試驗的每一個細節(jié)有充分的了解。變頻起動、調速原理其實早就發(fā)展成熟了，但由于受制造瓶頸的限制，近二十年才逐漸實際運用于實現(xiàn)電動機軟起動、調速等一系列功能。變頻代表著電動機軟起動技的發(fā)展方向，近年來取得了很大成就，具有明顯的技術進步性，這一點不可置疑。將高性能感應電機控制技術、智能控制技術、電力電子技術、微電子技術、微機控制技術引入傳統(tǒng)的電機控制領域是電機傳動控制的發(fā)展方向，是各學科交叉融合發(fā)展的產物。在高精度交流傳動控制領域，高性能智能化感應電機變頻起動技術必將以其卓越的控制性能得到蓬勃發(fā)展。在本課題的研究與開發(fā)過程中，主要完成了以下工作：(1) 在查閱了國內外有關籠型異步電動機起動原理的相關資料的基礎上，分析了籠型異步電動機的起動理論。(2) 利用Matlab/Simulink仿真工具對各種起動方式進行動態(tài)仿真，仿真結果可以看出變頻起動是目前最好的電機起動方式，可以基本上做到對電網無沖擊，具有不可比擬的優(yōu)勢。致謝本文是在導師王XX副教授的悉心指導下完成的。我自3月跟隨王老師參與三相鼠籠式異步電動機起動系統(tǒng)分析及仿真課題研究的這段時間里，王老師嚴謹的治學態(tài)度、淵博的知識、活躍的學術思想、執(zhí)著的科研精神及高尚的做人原則，都給我留下了終生難忘的印象。王老師經常為我理清設計思路，幫助我把握好設計方向；此次設計的過程中，還要特別感謝張XX老師，他提供給我各種專業(yè)知識方面的咨詢，并協(xié)助我查找了大量的資料。在運用MATLAB編程過程中，他也很耐心的為了解決很多疑難問題，也提供各種思路使程序更加簡單易懂。沒有他的幫助對于我一個普通學生來說要想在短短的幾個月的時間里完成畢業(yè)論文是幾乎不可能的事情。在整個課題進行過程中我也受益匪淺，不僅加深了對三相鼠籠式異步電動機方面的專業(yè)知識，還同時掌握了一些提出問題和解決問題的方法，這些為我以后的工作、學習做了很好的鋪墊。最后，再次感謝王XX老師，感謝她在學術上的諄諄教導和為人上對我的關心和幫助。參考文獻[1] 陳伯時. 電力拖動制動控制系統(tǒng)——運動控制系統(tǒng)(第三版)[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2003[2] 周淵深. 交直流調速系統(tǒng)與MATLAB仿真[M]. 北京：中國電力出版社，2007[3] 李華德. 交流調速控制系統(tǒng)[M]. 北京：電子工業(yè)出版社，2003[4] 辜承林. 陳喬夫，熊永前. 電機學[M]. 武漢：華中科技大學出版社，2005[5] [J].湖南工程學院學報(自然科學版)，2002(1)[6] 徐維克. 三相異步電動機起動方式的討論[J].航海技術,2001[7] [J].硅谷,2010(2)[8] 張建華, 楊鵬, [J].中小型電機,2002(06)[9] 蔡洪亮, [J].黑龍江大學自然科學學報,2000(4)[10] 熊幸明,[J].電機電器技術,2003(2)[11] 張清顏,[J].黑龍江科技信息,2009(5)[12] [J].科技資訊,2009[13] [J].甘肅科技,2009[14] [J].南京工業(yè)職業(yè)技術學院學報,2009(2)[15] 歐陽蓮,[J].煤炭工程,2003[16] [J].科技信息,2008[17] ——三角啟動[J].黑龍江科技信息,2009[18] Yuan Youxin,Xia Zezhong,Wang Yalan,Yuan Peigang,Peng Wanquan. A Soft Starter of Three Phase Asynchronous Motor[J]. Power Electronics Specialists Conference,2007[19] Zhijun Jiang,Xiaoling Huang,Na Lin. Simulation study of heavy motor soft starter based on discrete variable frequency[J]. Computer Science amp。 Education,2009袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇