基于可变电抗的软起动器设计毕业论文

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1、基于可变电抗的软起动器设计毕业论文目录摘要IABSTRACTII绪论11软起动器方案设计51.1软起动原理51.2软起动方法61.2.1变频器软起动61.2.2晶闸器串联软起动61.2.3水电阻和液态电阻软起动71.2.4基于可变电抗的软起动71.3软起动方法选择91.4软起动控制方式111.4.1电压斜坡式软起动111.4.2脉冲突跳式软起动121.4.3恒流式软起动122软起动器硬件设计132.1主电路原理设计132.1.1功率变换器原理设计132.1.2可变电抗变换器原理设计142.2控制电路原理设计152.2.1键盘和显示电路设计162.2.2信号检测电路设计172.2.

2、3A/D和D/A转换电路设计182.2.4开关量输入/输出电路设计202.2.5触发电路设计222.2.6辅助电源电路设计2223软起动器软件设计243.1系统软件结构设计243.2软件功能模块设计243.2.1初始化程序设计253.2.2看门狗程序设计253.2.3人机交互程序设计263.2.4软起动程序设计273.3软起动器控制算法303.3.1单神经元PID控制303.3.2单神经元PID控制的学习算法323.3.3单神经元PID控制软件流程374系统仿真与试验384.1系统仿真384.1.1主要环节的仿真384.1.2软起动系统的仿真414.1.3仿真结果414.2系统试

3、验434.2.1系统调试444.2.2电机起动试验45结束语48致谢49参考文献50附录152附录253附录354附录455附录5562绪论软起动器设计的目的和意义三相异步电动机广泛用于工矿企业、交通运输和国防工业等国民经济各个领域的机械设备中，使用量大、范围广，其用电量占全国发电总量的60%以上。应用交流异步电动机的行业十分广泛，如冶金、钢铁、石油、化工、水厂、电厂、机械加工等，几乎遍及所有的行业。而电机的直接起动会产生很大的起动电流，一般为额定电流的5～7倍，这样大的电流会在电机的定子线圈和转子的鼠笼条上产生很大的冲击力，会破坏绕组的绝缘和造成鼠笼条的断裂，引起电机的故障，大

4、电流还会产生大量的焦耳热，损伤绕组的绝缘，缩短电机的使用寿命；同时电机直接起动时的起动转矩约为额定转矩的2倍，对齿轮传动设备来说，很大的冲击力会使齿轮磨损加快甚至破碎，而对于皮带传动设备来说，加大了皮带磨损甚至拉断皮带[1]。对异步电动机起动电流的限制，一般通过降低定子输入电压的方式来实现，过去人们采取的降压措施有定子串电抗降压、自耦变压器降压、Y-△降压、延边三角形降压等方法，对于绕线式异步电动机，还可以采取在转子回路串接频敏电阻、水电阻的方法。这些方法虽然可以限制电动机的起动电流，但它们对于电机的定子电压的调节是非连续的，导致电机在起动过程中存在一定的冲击电流。从相关资料可以

5、看出，通过降压来降低电机起动电流的应用由来已久。1967年，英国首先提出电动机的软起动问题，并率先用半导体分离元件制造了第一台电动机软起动器。从20世纪80年代开始推广利用晶闸管交流调压技术制作的软起动器。由于从1973年开始世界性的能源危机，世界各国开始注重节能问题，而电动机消耗的电能占发电量的很大部分，因此，电动机的能源问题被视为节能工作的主要课题之一，除通过优化设计来提高电动机本身的效率和其它的运行性能，同时还致力于探索如何使现有的电动机节能运行。1975年NASA(美国航天航空管理局)在研究太阳能加热和冷却系统时，为了降低驱动水泵和风机所用的电动机功率损耗，NASA的工程

6、师FrankNola发明了一种功率因数控制器，它能起到控制和改进功率因数的作用，更重要的是它还能降低损耗，使原有的电动机效率提高，1977年申请了美国专利，还向其它国家申请了专利。进而研究人员将功率因数控制技术结合到软起动技术中，制造出最初的节能软起动器。自此，国外的众多学者、专家对电子式电机调压装置进行了大量的研究。90年代初期，随着电力电子器件和电力电子技术的发展，出现了以SCR、MOSFET、GTO、GTR、56IGBT等作为功率器件且电压连续可调的电子式的调压方式。常用的交流电机控制设备有通用变频器、电机软起动器，其中通用变频器功能最为完善，若仅仅为了起动电机而使用变频器

7、，其性价比太低，致使用户无法接受。而电机软起动器是专门为电机的起动而设计的控制设备，其主电路一般都采用廉价的晶闸管作为功率器件，整套设备造价低，并具有许多辅助的功能，因此近年来受到关注。国外的一些大公司如ROCKWELL、GE、ABB、SIMENS等公司都开发出相应的产品，如GE公司生产的软起动器最大功率850kw，额定电压500V，额定电流1180A，最大电流5900A；ABB公司最大功率1200kw，额定电压690V，额定电流1600A；德国SIEMINS公司生产的3RW22