(徐爱荣)交流电动机减压软启动系统的设计定稿

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1、浙江大学远程教育毕业论文浙江大学远程教育学院本科生毕业论文（设计）题目交流电动机减压软启动系统的设计专业05秋电气工程与自动化(专本)学习中心洛阳姓名徐爱荣学号D20505320011指导教师屈稳太2007年12月4日II浙江大学远程教育毕业论文交流电动机减压软启动系统的设计摘要从交流电机发展至今，三相交流异步电动机得到了广泛的应用，其性能和功率在不断的提高，电压从低压发展到高压。随着三相交流异步电动机功率的提高，其启动过程也出现诸多弊端，如三相交流异步电动机直接启动时，启动电流一般可达5-8倍的额定电流，较大的启动电流流过电机绕组，产生大量热量，加速绝缘

2、老化，影响电机寿命。在三相交流异步电动机不宜采用直接启动的时候，可考虑采用电动机降压启动或其它启动方式。三相晶闸管调压软启动是近年来发展的新技术，采用反并联接线的晶闸管接在电动机的三相绕组上，在电动机启动过程中通过控制晶闸管导通角的大小，使电动机的启动电流可根据工作要求设定的规律变化。本文详细分析了调压软启动的原理并且建立了相应的仿真模型并对其进行了验证。关键字：直接启动启动电流软启动仿真11浙江大学远程教育毕业论文目录一．交流电动机传统启动技术1（一）三相交流异步电动机的直接启动及其存在的问题11．三相交流异步电动机的简化数学模型12．直接启动所存在的问

3、题2（二）三相交流异步电动机的传统启动技术及其存在的问题2二．交流电动机降压软启动技术3（一）降压软启动器调节原理3（二）降压软启动器的主电路结构4（三）晶闸管调压原理4（四）降压软启动的启动方式及其控制策略51．限流软启动52．电压斜坡启动53．转矩控制启动54．转矩加突跳控制启动55．停车方式6三．系统仿真及结果6（一）Matlab/Simulink工具简介6（二）异步电动机直接启动仿真6（三）异步电动机降压软启动仿真71．功能模块设计82．仿真实验9四．毕业设计小结10五．致谢10参考文献1111浙江大学远程教育毕业论文交流电动机减压软启动系统的设计

4、一．交流电动机传统启动技术从交流电机发展至今，三相交流异步电动机得到了广泛的应用，其性能和功率也不断的提高，电压也从低压发展到高压。随着三相交流异步电动机功率的提高，其启动过程也出现诸多弊端。在本章中我们将对电机的启动问题进行简要分析和论述。（一）三相交流异步电动机的直接启动及其存在的问题1．三相交流异步电动机的简化数学模型为了研究异步电动机的启动和制动时的电压、电流、转矩等变量的关系，要先从三相异步电动机的运行状态和生产机械的负载特性出发。异步电动机的简化T型等效电路如图1所示。其中、分别为定子的电阻和漏抗，、分别为折算后转子的电阻和漏抗，、分别为励磁电

5、阻和励磁电抗，s为转差率。图1异步电动机简化T型等值电路由异步电动机简化等值电路可以求出三相异步电动机的转子电流：因为电机启动时，转子转速n=0，转差s=1，此时的启动电流为：由上式可知，电机启动电流和电压成正比。由异步电动机的功率平衡及转矩平衡关系可知，异步电动机的电磁转矩为：11浙江大学远程教育毕业论文式中：为旋转磁场的同步角速度将代入T中可得：由上式可知，当频率不变时，同步角速度及电机参数为常数，电磁转矩T是定子电压和转差率s的函数。在电动机启动瞬间，s=1，则启动转矩为：由此可知，在电机参数一定的情况下，启动转矩只和有关，两者为平方的关系。综上所述

6、，当电源的频率和电动机参数都不变的情况下，启动转矩和成平方关系，启动电流和成正比，即在降低启动电压的情况下，启动电流和启动转矩都相应降低。因此，可以通过控制定子电压对启动转矩和启动电流进行控制，这即是大部分启动方式所采用的理论依据。2．直接启动所存在的问题如果全电压直接启动，由1中所分析的结论可知，启动转矩较大，而冲击电流也很大。我们首先来看一下较大的启动电流对电动机本身的影响。对于频繁启动的异步电动机，频繁出现短时大电流会使电动机内部过热，会对电动机产生不良影响。再来看启动电流对供电变压器的影响。配电变压器的容量是按照其供电的负载总容量来设计的，正常运行

7、条件下由于电流不超过额定电流，其输出的电压比较稳定。三相异步电动机启动时，如变压器相对容量不是很大，电动机短时较大的启动电流会使变压器输出的电压短时下降幅度很大，超出正常允许的范围，这时就会产生如下影响：启动电动机本身由于电压太低，使启动转矩下降很大，当负载较重时，有可能启动不了；会对同一变压器供电的其他负载产生不良影响，如电灯变暗，重载电动机停转等。由以上分析可知，异步电动机直接启动有其突出的缺陷，所以对容量较大的电动机都采用一些特殊的技术来进行启动。（二）三相交流异步电动机的传统启动技术及其存在的问题在三相交流异步电动机不宜采用直接启动的时候，可考虑采

8、用电动机降压启动。传统的电动机降压启动方式有定子串电阻电抗器降压启