基于Matlab的异步电动机启动特性仿真研究.pdf

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1、基于Matlab的异步电动机启动特性仿真研究木张迪凡1，刘丽1，徐高杰2(1．巢湖学院，安徽合肥238000；2．合肥华耀电子工业有限公司，安徽合肥230000)摘要：分析了异步电动机的启动过程，从启动电流和启动转矩两个方面比较了直接启动、传统降压启动和交一交变频启动方法的特点。运用Matlab中的Simulink工具箱搭建了交·交变频启动的仿真模型，得到了转子电流、转速和转矩的仿真波形。仿真结果验证了变频启动的优越性，对交-交变频在电动机启动中的应用具有一定的理论指导意义。关键词：异步电动机；启动方式；交．交变频；仿真模型中图分类号：TM343+．2文献标识码：A文章

2、编号：1001-0874(2014)05-0055-03SimulationResearchonStartingCharacteristicsofAsynchronousMotorBasedonMatlabZhangDifanl，Liu厶1，Xu能ojie2(1．ChaohuCollege，Hefei238000，China；2．HefeiHuayaoElectronicIndustrialCo．，Ltd．，Hefei230000，China)Abstract：Analyzesthestartingprocessofasynchronousmotor，andcompar

3、esthecharacteristicsofthedirectstarting，conventionalstep—downstartingandtheAC—ACfrequencystartingmethodsfromthetwosidesofstartingcurrentandtorque．BuildsthesimulationmodelsofAC—ACfrequencystartingbySimulinktoolboxinMatlab，thenthesimulationwavesofrotorcurrent，rotatespeedandrotatetorqueareg

4、ained．ThesimulationresultverifiesthatthepriorityofthefrequencystartandhasthetheoreticallyguideforapplicationofAC—ACfrequencyinmotorstarting．Keywords：asynchronousmotor；startingway；AC—ACfrequencyconverter；simulationmodel0引言便。因此，研究异步电动机的启动特性很有必要。异步电动机由于其结构简单、价格便宜及便于维护等优点，在现代工业生产中得到了广泛的应用，但其

5、启动问题也越来越受到人们的关注。异步电动机的启动方式⋯历经了直接启动、降压启动(软启动严格意义上来讲也属于降压启动)、变频启动等三个阶段。综合考虑电动机启动时产生的影响以及经济条件，不同的场合可选择不同的启动方式。对异步电动机来说，当定子绕组接通三相电源后，转子就开始转动，启动转矩的大小、启动电流的大小以及启动时间的长短，标志着电动机的启动性能。对启动性能的要求主要是启动电流要小，启动转矩要大，且希望启动设备尽量简单、可靠、操作方+安徽省教育厅科学研究项目(KJ20138158)1异步电动机的启动过程根据异步电动机的r型等效电路，启动瞬间s=1，其启动电流和启动转矩为心

6、]：‘。=ul／~／(尺1+尺：)2+(x1，+x：，)2(1)￡。=mlp研R2／to[(R1+R：)2+(xl，+x：，)2](2)由式(1)、式(2)可知，当电源频率和电动机参数不变时，启动电流L和定子电压u，成正比，启动转矩瓦和定子电压u，的平方成正比。当定子电压U。降低时，启动电流L会减小，而启动转矩瓦则会成平方地减小，对电动机的启动极为不利，甚者还会导致电动机不能启动。式中X，，和x：，随电源频率的降低而减小，故启动电流t。和启动转矩t。都会随着施加到定子绕组上的电压频率的降低而升高；在相同定子电压频率的降低程度下，启动电流t。的升高幅度要比启动转矩Z。小。

7、2仿真建模为了对比不同启动方式下电动机启动电流和启动转矩的大小，以全压(直接启动)、2分压(降压启动)、2分频2分压(变频启动)为例，在Matlab／Simulink环境下分别搭建仿真模型阳]。仿真模型中电动机的参数统一设置为：P。=2．8kW，U。：380V^=50Hz，R。=2．46n，￡h=0．014H，R，-9．23Q，％=0．02H，L。=0．26H，J=0．089kgm2，P=2，负载转矩设置为3Nm。图1为变频启动的仿真模型图，该模型主要有脉冲触发模块、晶闸管模块，时间控制模块、电动机模块、测量模块等组成。图1变频启动仿真模