交流电动机减压软启动系统的设计_定稿

《交流电动机减压软启动系统的设计_定稿》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、课程设计摘要三相交流异步电动机因其结构简单、运行可靠、维护方便、价格低廉等优点而广泛应用于商业、工农业生产、国防和日常电气设备中。随着现代工业技术和生产工艺的发展,人们对电机的起动控制要求越来越高。传统的降压起动方式因不能真正消除电流冲击，已经无法满足工业生产的需要。软启动器的问世则解决了上述难题，他平滑了电机的起动过程，消除了电流冲击，真正实现了电机的无级起动控制。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

2、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。关键词：直接启动：启动电流：软启动：仿真课程设计目录1交流电动机传统启动技术11.1三相交流异步电动机的直接启动及其存在的问题11.2三相交流异步电动机的简化数学模型11.3直接启动所存在的问题21.4三相交流异步电动机的传统启动技术及其存在的问题22交流电动机降压软启动技术32.1限流软启动52.2电压斜坡启动52.3转矩控制启动52.4转矩加突跳控制启动52.5停车方式63系统仿真及结果63.1功能模块设计83.2仿真实验94总结10参考文献11课程设计1交流电动机传统启动技术从交流

3、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1.1三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1.1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，、分别为励磁电阻和励磁电抗，s为转差率。图1.1异步电动机简化T型等值电路由异

4、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：式中：为旋转磁场的同步角速度课程设计将代入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，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

5、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。1.2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

6、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动、转子串电阻降压启动、Y一△降压启动、自偶变压器降压启动等。表1对这几种启动方式进行了比较。由表1可以看出，这些启动方式虽然

7、在一定程度上解决了启动电流过大的问题，但是都是采取的有级调速方式；多数存在二次甚至多次冲击；同时启动设备带载切换容易拉弧损坏，设备维护量大等问题。随着电力电子技术的发展，一种新的启动技术课程设计——软启动以其优良的启动、保护性能得到了广泛的关注。表1.1异步电动机传统启动方式启动方式启动电流启动转矩优点缺点应用场合以直接启动为1直接启动11启动设备简单启动冲击电流大，冲击力矩大中小功率电动机轻载或