本 科 毕 业 设 计 (论 文)
三相异步电动机软启动仿真研究
Three-phase asynchronous motor soft start
simulation research
学 院： 专业班级： 学生姓名：
学 号：
指导教师：
年 月
毕业设计(论文)中文摘要
三相异步电动机软启动仿真研究 摘 要： 为了减小常规启动方法对负载设备的影响，提高电动机的启动性能，本论文采用软启动控制方案，通过对软启动系统组成和实现方式的分析，提出了限流启动与斜坡电压启动两种控制方式结合在一起的方案，设计了软启动系统的结构图，建立了相应的软启动仿真模型。 本论文首先对异步电机的的启动特性做了理论分析，其次运用仿真的方法对异步电机常规启动和软启动的启动性能进行研究。根据软启动的工作原理，利用晶闸管交流调压电路作为软启动的主电路，并引入电流负反馈控制作为控制回路，建立了软启动仿真模型，经过理论分析，表明模型的搭建是合理的。对软启动模型进行仿真，仿真结果表明，限流部分采用电流反馈的闭环控制方法可以达到预期的控制效果，即可以使电动机平稳可靠地启动。 关键词：三相异步电动机；晶闸管；软启动；仿真 毕业设计(论文)外文摘要
Three-phase asynchronous motor soft start simulation research Abstract：In order to reduce the influence of conventional boot method for load equipment, improve the start performance of motor, soft start control scheme is applied in this paper, through the analysis of soft start system and way of implementation, proposed the current limit start with slope voltage start together two kinds of control mode, design of structure of soft start system, established the soft start of the simulation model. First startup of the characteristics of asynchronous motor this paper made theoretical analysis, secondly using the simulation method of conventional starting and soft start of asynchronous motor startup performance were studied. According to the working principle of soft start, the use of thyristor ac voltage regulation circuit as the main circuit of soft start, and current feedback control is introduced into model as control circuit, the soft start simulation model is established, through theoretical analysis, shows that the construction of the model is reasonable. Soft start model simulation, the simulation results show that the current limiting part with current feedback closed loop control method can achieve the desired control effect, which can make motor start smoothly and reliably. Keywords：Three-phase asynchronous motor；Thyristor；Soft start；Simulation
目 录
1 绪论??????????????????????????????1 1.1 课题研究的目的及意义?????????????????????1 1.2 国内外研究现状????????????????????????1 1.3 主要研究内容???????????????????????2 3 三相异步电动机的启动特性研究????????????????3 2.1 三相异步电动机的等效模型?????????????????3 2.2 三相异步电动机的机械特性???????????????????4 3 三相异步电动机的常规研究????????????????????6 3.1 直接启动?????????????????????????6 3.2 降压启动?????????????????????????10 4 三相异步电动机的软启动?????????????????????17 4.1 软启动的实现方式???????????????????????17 4.2 软启动的调压原理???????????????????????17 4.3 软启动的仿真?????????????????????????20 4.4 启动性能比较?????????????????????????29 结论 ???????????????????????????????30 致谢 ???????????????????????????????31 参考文献?????????????????????????????32
第 1 页 共 32 页
1 绪论
1.1 课题研究的目的及意义
电动机作为各种机械设备的动力装置，已被广泛地应用于社会生产各个部门和社会生活各个方面。直流电动机由于换向问题，远远不能适应现代生产向快速大功率化发展的要求。相比之下，交流电动机的性能优异，尤其是三相异步电动机具有结构简单、价格低廉、经久耐用等优点，而且具有较好的稳态和动态特性，因此在各行各业中发挥着越来越重要的作用。可以说，交流电动机在经济建设中扮演着不可替代的角色。
但是当电机功率较大时，其冲击电流会对电网及负载设备造成很强的干扰，同时会降低机械设备的使用寿命。为解决这些问题，当前大部分电动机使用传统降压启动的方法来改善其启动特性。这些降压启动方法在很大程度上降低了大电流的冲击，但是这些启动设备历来还存在一些缺点：如启动电流不连续、接触器触点控制等问题。
随着生产技术的不断创新和迅猛发展，我们对电动机的性能指标相应地提出了更高的要求，电动机软启动装置应运而生，它是新型工业发展必备的基础装备，它使无机械触点和连续调节电流成为可能。采用软启动装置，启动电流一般为额定电流的1.5~2.5倍，对机械设备的冲击非常小。显而易见，如果我们采用软启动，则可以大大减轻冲击力，还能使电动机的使用寿命延长。
1.2 国内外研究现状
近些年来，电动机软启动的研究和开发越来越受到国内外的重视。在1970年，国外最早开始研发基于晶闸管交流调压技术制作的软启动器，并采用微控制器替代模拟控制电路，发展成为现在的电子软启动器，至今已经在工业领域得到广泛地应用。
我国对软启动的研究始于90年代，然而，我国电动机软启动产业发展面临着一些突出问题，主要表现在产业发展集中度不够，规模优势不突显；创新能力不足、竞争力不强；市场无序竞争、技术水平处于国际中低端等等。随着现代工业的飞速和市场需求的多样化，电动机软启动正朝着节能化、智能化、系统化方向发展，电机控制应用领域开发前景巨大，我国电动机软启动产业正面临机遇和挑战。
自从Matlab仿真软件推出以后，我们分析流电动机的启动性能就变得十分方便。因为Matlab/Simulink工具箱中有大量的元器件模块，而且这些模块都能全面地反映出实际元器件的电气特性，仿真结果的可信性很高。运用Matlab来研究电机的启动特性时，我们只需要从Simulink工具箱中找出对应的模块，按照系统框图搭建模型，再对各个模块进行参数设置，然后仿真运行，最后根据仿