基于模糊控制算法电机软起动仿真

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1、目录1异步电机的工作原理及传统软启动方式1.1异步电机的工作原理电动机工作原理为：当电动机的三项定子绕组（各相差120度电角度），通入三项交流电后，将产生一个旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，从而在转子绕组中产生感应电流（转子绕组是闭合通路），载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力，从而在电机转轴上形成电磁转矩，驱动电动机旋转，并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。异步电动机定子上有三相对称的交流绕组；三相对称交流绕组通入三相对称交流电时，就产生了一个同步转速n1，沿定子和转子内圆空间作顺时针方向旋转的旋转磁场。由于旋转磁场以n1转速旋转，转子导体开始时是静止的，转子绕组的导

2、体处于旋转磁场中；转子导体切割磁力线，并产生感应电势。由于导子导体两端被短路环短接，在感应电动势的作用下，转子导体中将产生与感应电动势方向基本一致的感生电流。转子的载流导体在定子磁场中受到电磁力的作用（力的方向用左手定则判定）。电磁力对转子轴产生电磁转矩，驱动转子沿着旋转磁场方向旋转。切割磁力线是产生转子感应电流和电磁转矩的必要条件，转子必须与现转磁场保持一定的速度差，才可能切割磁力线。1.2传统软启动方式降压启动的目的是减小启动电流,但它同时也使启动转矩下降.对于重载启动，带有大的峰值负载的生产机械,就不能用这种方式启动。传统的降压启动有以下几种方法：(1)星形/三角形转换器：这

3、种方法适用于正常运行时定子绕组采用△接法的电动机。定子有6个接头引出，接到转换开关上，启动时采用星形接法，启动完毕后再切换成△接法。启动电压较运行电压降低了3倍。这种启动设备的优点是启动设备简单，启动过程中消耗能量少。(2)自耦变压器降压启动：自耦变压器高压边接电网，低压边接电动机，一般有几个分接头，可选择不同的电压比，相对于不同启动转矩的负载，在电动机启动后再将其切除。其优点是启动电压可以选择，如0.65，0.8或0.9UN，以适应不同负载的要求。缺点是体积大，重量重，且要消耗较多有色金属，故障率高，维修费用高。(3)磁控软启动器：磁控软启动器是利用控磁限幅调压的原理，在电动机启

4、动过程中电压可由一个较低的值平滑地上升到全压，使电动机轴上的转矩匀速增加，启动特性变软，并可实现软停车。但其起控电压在200V左右，用户不可调整，会有较大的电流冲击，且体积较大。(4)串联电抗器：对于高压电机，可在定子线路中串联电抗器或水电阻实现降压启动，待启动完成后再将其切除。但电抗器成本高。(5)串接频敏变阻器：对于绕线式异步电动机，可在转子绕组串接频敏变阻器启动，待启动完成后再将其切除，但频敏变阻器成本高。（6）电解液液阻限流的软启动：液阻是一种由电解液形成的电阻，它导电的本质是离子导电。其阻值正比于二块电极板的距离，反比于电解液的电导率，极板距离和电导率都便于控制，且液阻的

5、热容量大。液阻的这两大特点(阻值可以无级控制和热容量大)，恰恰是软启动所需要的，加上另一个十分重要的优势即低成本，使液阻软启动得到了广泛的应用。但基于液阻限流，液阻箱容积大，且一次软启动后电解液通常会有10℃～30℃的温升，使软启动的重复性差；移动极板需要有一套伺服机构，移动速度较慢，难以实现启动方式的多样化；液阻软启动装置液箱中的水，需要定期补充。电极板长期浸泡于电解液中，表面会有一定的锈蚀，需要作表面处理(一般2～3次/年)；液阻软启动装置不适合放置在易结冰或颠簸的环境中。2电机软启动2.1晶闸管软启动器的性能(1)、晶闸管软启动装置采用电力电子集成电路，由PLC或单片机数字控

6、制的调压(电流)节能的电机软启动设备。它主要是串接在电机电源回路中，实时控制电动机的启动电压或电流，由此起到调整电机的启动力矩，实现电机的软启动。电子软启动可以满足电动机软启动、软停机及运行过程中功率因数自动调节。一般的电子软启动器都适用于三相220V～660V电压等级，具有比较完善的故障检测功能，能在运行过程中检测任何异常状态，并通过不同的指示灯显示各类故障，配套相应的晶闸管主回路及RC吸收单元可组成一高性能的电动机软启动控制器，并能适用于任何负载场合的电动机的控制。它是接在三相交流电源与三相交流电动机之间的电力电子装置。(2)、晶闸管软启动的技术性能主要包括：一是根据电机的硬性

7、特性的要求，可分别独立设定电机的软启动、软停机时间；二是实现运行过程中的功率因数自动追踪调节功能，使；三是适用主回路电压：三相220V～690VAC50/60HZ自动选择相序自动检测；四是一次系统的电压和电流及功率因数的控制是采用数字脉冲，二次控制系统为集成数字控制设备，耗电低。(3)、晶闸管软启动的启动方式：根据电机不同负载的要求晶闸管启动器一般都具备以下三种启动方式：电压控制启动方式、限流启动方式、转矩加脉冲突跳启动方式。(4)、晶闸管软启动系统的运行方式分为：节