交流异步电动机节能与保护控制系统的研究

摘要

交流异步电机由于其结构简单，价格低廉而在工业、农业等领域中广泛应用，但在运行时，异步电机所带负载往往处于变化状态，如果在轻载或空载的状态运行，就出现电动机功率因数变小，效率降低，电能浪费等严重后果，因此三相异步电动机轻载的节能非常迫切和必要，对于长期运行在轻载状态下的异步电机，存在着很大的节能空间。 论文通过查阅文献对当前国内外常用的节能方法进行分析并对其优缺点逐一比较，在选定降压节能方法后对降压节能运行给予了理论分析与论证，可知定子电压降低，功率因数和效率都将得到改善。论文对基于降低电动机端电压，定子电流最小时效率最高的观点进行了理论分析，得到根据电动机负载变化与电压调节的关系。在此理论基础上通过Matlab 建立仿真模型和电动机实验对降压节能方案进行了验证，验证电动机定子电流随定子端电压变化的变化趋势。及其采用黄金分割寻优法寻求最佳调压比，即采用黄金分割寻优法，实时仿真，寻找最佳调压比。这也是课题研究的创新之一。从而为系统设计提供了依据。 本文还进行了电动机调压节能系统的软、硬件设计。系统的硬件设计包括晶闸管调压主电路设计和以87C196KC 单片机为核心的控制电路的设计。根据仿真实验得到的控制规律进行了系统的软件设计，并对设计装置进行了实验室功能调试。