翻译-具有动态无功补偿功能的大功率异步电动机全压启动方法研究

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1、具有动态无功补偿功能的大功率异步电动机全压启动方法研究摘要：对于大功率感应电机启动过程中的各种问题，以及传统启动方法的缺点。本文提出了具有动态无功补偿功能的大功率感应电动机的全压启动方法，介绍/其原理，着重研究了全动态无功补偿全压启动控制策略，建立了Matlab/Simulink仿真模型模拟软件进行仿真实例，仿真结果表明，本文提出的方法可以使髙功率感应电动机在髙转矩和低启动电流下起动快速平稳，起动性能比起传统的启动方式。1介绍当大功率异步电动机直接以全电压启动吋，定子切割转子的旋转磁场具有同步转速。因此，它将产生很大的感应电流。由于电枢效应，定子电流的负载重量也大大增加（空载启

2、动电流可以达到额定电流的4〜7倍，频带达到8〜10倍以上）。结果，电压下降很多，电机起动很困难，影响同一电M其他电气设备的正常运行。传统上通常使用降压启动和软起动来启动大功率感应电动机。降低电压启动会降低异步电动机的启动电流，在较大程度上也会降低启动转矩。因此，电机的启动时间变长，绕组的热量和功率损耗增加，抵消了电网的经济运行。今天，软启动是大功率异步电动机的主要方法。除了上述缺点外，还会产生大量的谐波，造成电网谐波污染。因此，寻找更合理的启动计划是至关重要的。当大功率感应电动机正常工作时，需要从电网吸收大量的无功功率，这是非常沉重的负担，通常我们可以采用点罔定并联电容器随机补

3、偿无功功率提高功率因数。通过它起补偿作用，并联补偿电容的容量小，以避免由感应电动机和并联电容器引起的自激振荡的过电压和过电流，从而导致较少的补偿系统。本文介绍了动态无功补偿的全压启动方法。当电机启动时，该方法可以跟踪和补偿电机消耗的无功功率，从而能够在确保高启动转矩的前提下降低启动电流并缩短启动吋间；当电机运行正常吋，也可以满足电机正常无功功率需求，降低线路损耗，提高电网功率因数，有利于电网经济运行。本文以电力系统块集（PSB）为基础，利用Matlab/Simulink建立了动态无功补偿的感应电动机全压启动系统的仿真模型，并进行了仿真验证。2大功率异步感应电动机的传统启动方法和

4、问题通常有两种传统的启动方式：全电压启动和降压启动。A.全电压直接启动方法在这种方法中，电动机定子绕组直接接入电源，在额定电压下启动。它允许电机产生高启动扭矩，提供短加速时间，需要简单的设备，易于操作和维护，并具有最低的设备成本。它也是最简单，最经济，最可靠的启动方法［1］。全电压启动方法的缺点是启动电流很高。也就是说，启动电流通常可以是电机额定负载电流的四到七倍。对于大功率异步感应电动机，对电网将产生很大的影响。如果人功率电机处于弱电系统，则突然的高启动电流会导致配电系统总线上的电压明显下降。这样会降低供电质量，严重影响同一电网其他电气设备的工作，特别是那些对电压波动敏感的设

5、备，甚至威胁整个电网的安全稳定运行。B.降压启动方法根据启动电流随施加电压的比例人致变化的关系。降低电压起动方法通过降低电动机的端子电压来降低启动电流，从而降低电网的电压降。该方法的特点是启动电流低，总线电压波动小，启动时间短，启动时间更长，绕组温升上升，启动设备复杂等优点。考虑到启动电流和施加电压之间的关系，感应电动机产生的转矩大致上与电压的平方成正比。也就是说起动转矩比电压下降更快，所以在这种方法中，C.软启动方法在软启动状态下，电机的驱动电压逐渐增加，以实现平稳启动。根据电机启动时间的实际需要，灵活选择起动转矩和启动电流。3全压启动动态无功补偿理论大功率异步电动机的起步问

6、题非常复杂。当异步电动机起动吋，电动机对电动机的要求和电机的负载总是矛盾的。一方面，为了降低浪涌电流，起动电流应小，而启动电流过小则启动负载不足；兄一方面，为了增加起动转矩和降低启动吋间,起动电流应大，因此转子部件和定子线圈的机械应力和热应力将下降，而电网不能承受太大的电流。在本文中，提出了一种具冇动态无功补偿的全压启动方法，解决了人功率异步电动机的起动问题。证明是一种可靠而经济的方法，不仅可以提供高起动转矩，而且可以将启动电流限制在允许水平，因此电机可以开机，稳定，无冲击。核心思想是在启动过程中实现电机的跟踪无功补偿，以降低无功功率不足（或降低线路无功电流）功率和电压损耗，从

7、而提高功率因数和电压质量。该方法将确保电机可以快速启动，起动转矩高，起动电流低。其实质是动态补偿电机的感应无功功率，从而相应地降低配电网的浪涌电流。其结构原理如图1所示。控制器的检査单元将对总线电压和电流进行抽样测试，并计算无功功率的瞬吋值;根据预先制定的切换策略和当前无功功率不足，开关逻辑控制单元将确定哪些电容器应该接通并制定幵关逻辑代码；根据逻辑代码，开关实现单元将触发相应电容器的三相晶闸管导通，在零转换过程［4］时，实现补偿电容器组的精确切换，系统无功功率的动态补偿需求将会实现。该方法