高压异步电机软起动装置的研制

摘要

三相异步电机因具有结构简单、运行可靠以及价格低廉等优点而被广泛应用于各行各业中，随着现代工业的迅速发展，对三相异步电机的起动性能的要求越来越高。当大中型高压异步电机直接起动时，会在系统中产生较大的冲击电流。该冲击电流一方面对电机本身造成危害；另一方面引起电网电压下降并影响并网的其它设备的正常运行。在实际应用中，高压异步电机起动时多采用星/角起动器、自耦变压器、水电阻、磁阻等降压装置来降低电机起动时的定子电压，减小起动时的冲击电流，这些方法都具有较明显的局限性而导致影响其应用。随着电力电子技术和现代控制理论的发展，以晶闸管为主要开关器件的新型电子式软起动器逐渐得到了快速的发展，国内外许多专家学者在异步电机晶闸管软起动方面进行了大量理论研究，该方法的研究已经到了实用型设备开发的阶段，具有广阔的市场前景。
　　本文对异步电机晶闸管软起动的起动原理（包括晶闸管移相调压原理、异步电机降压起动原理和现代控制理论等）进行了深入研究，从理论上说明晶闸管软起动具有良好的起动性能。利用MATLAB/SIMULINK仿真工具构建了仿真模型，对斜坡电压起动方式、恒流起动方式等起动方式进行了仿真研究，仿真研究的结果证明了理论分析的正确性。
　　针对晶闸管降压起动存在的重载起动的问题，给出了实用的解决方案，即采用离散变频的起动方式来降低电机电源侧的频率，以提高电机的起动转矩，文中详细分析了该方案的工作原理，并且对该解决方案进行了相应的仿真实验和低压电机的起动实验，实验结果证明了该解决方案的正确性和有效性。
　　文中设计了适于实际应用的晶闸管软起动装置，该装置具有多种起动方式，以适应不同的工作场合，并且具有软停及多达十几种的故障保护功能。文中详细给出了该装置的控制系统、硬件和软件系统的设计过程，给出了主要硬件电路的设计结果和软件系统的设计流程。对文中设计的实验装置分别进行了低压三相异步电机和高压三相异步电机的实验，实验结果进一步证明了该装置具有起动性能好、运行稳定等优点。

目录

高压异步电机软起动装置的研制

SOFT-STARTER DESIGN OF HIGHVOLTAGE INDUCTION MOTOR

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪论

1.1 异步电机起动的问题

1.2 高压异步电机软起动方法综述

1.3 晶闸管软起动的国内外研究及应用现状

1.4 本文的主要研究内容

第2章 晶闸管软起动原理分析

2.1 晶闸管软起动理论分析

2.2 晶闸管软起动的主要起动方式及控制策略

2.3 晶闸管软起动的脉冲触发方式及反馈量的研究

2.4 仿真结果分析

2.5 本章小结

第3章 高压异步重载起动技术的研究

3.1 高压异步电机的重载起动

3.2 单相分频

3.3 三相变频

3.4 离散分频的仿真研究

3.5 本章小结

第4章 硬件系统和软件系统设计

4.1 控制系统设计

4.2 硬件电路的设计

4.3 软件系统设计

4.4 本章小结

第5章 实验结果

5.1 晶闸管降压软起动实验结果

5.2 离散分频软起动实验结果

5.3 本章小结

结 论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

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致 谢