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真结果来分析系统的启动性能即可。
目前，国内已有一部分人通过试验法在做三相异步电机启动方面的仿真研究，根据他们的研究，我们可以知道：运用仿真的方法的优点是速度快、效率高、可靠性高、实时性好、费用低。这样可以节省大量的实验时间和成本。
1.3 主要研究内容
通过复习《电机与拖动基础》这本教材，我对三相异步电动机的启动特性和常规启动方法有了更深的了解。首先根据异步电动机的等效模型可得到电流与电压之间的关系，转矩与电压之间的关系，推导出可以通过控制电压来控制电流和转矩。再根据机械特性表达式，画出固有机械特性曲线(即T-s曲线)，从曲线分析中知道三相异步电动机的启动性能。再在理论上分析常规启动的启动特点，最后运用仿真的方法研究启动性能。
鉴于Matlab仿真工具的庞大，我参考了《MATLAB电机仿真精华50例》这本书，对建立直接启动和降压启动模型有了明确的方向，然后从《交直流调速系统与MATLAB仿真》一书中，我学会了运用Matlab软件对交直流系统进行仿真，先根据电气结构图搭建出相应的模型，再对每个模块进行了参数设置，最后根据设定的参数进行仿真与结果分析。
通过上述仿真方法对传统启动方式下的启动特性做了相关的研究，发现传统启动方式共同存在的启动问题，即在启动瞬间会有电流尖峰的冲击。本论文提出了采用软启动控制方案来解决问题。
由于对软启动的原理不甚了解，也没有书籍针对软启动作具体的分析讲解。所以我查阅了大量的期刊论文，了解到软启动的研究目前都是基于晶闸管三相交流调压的原理的研究，对此我通过阅读教材《电力电子技术技术与MATLAB》，知道了三相晶闸管交流调压电路的基本原理 。
再通过收集的期刊论文，分析各种能实现软启动的方式，提出了限流与斜坡电压启动相结合的控制策略。通过以上对软启动的理论分析后，开始对系统的整体框图进行了设计，主电路采用三对反并联的晶闸管，控制电路采用了将电流反馈转化为电压值来控制晶闸管触发角的交流调压控制。
最后利用仿真软件建立软启动系统的模型，并对其仿真运行，根据仿真结果来验证限流控制的软启动系统能克服启动电流过大，从而避免对电网产生不利的影响。
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2 三相异步电动机的启动特性研究
三相异步电动机从接入电网开始，转速从零上升到稳定转速的这一段过程称为启动过程。体现异步电动机启动性能的指标有：启动转矩、启动电流、启动时间以及启动设备，因此在电机的启动过程中，我们希望电动机启动转矩足够大，启动电流比较小，启动时间尽可能缩短，启动设备尽量安全简单。
2.1 三相异步电动机的等效模型
三相异步电动机经绕组、频率折合后，由于定、转子绕组的相数、匝数以及频率都相同，因此可以得到如图2-1的等效电路。
图2-1异步电动机的T型等效电路
为了简化T型等效电路的分析和计算，可将励磁支路左移到输入端，使电路简化成单纯的并联电路如图2-2所示。
图2-2 异步电动机的简化等效电路
由简化等效电路可得到转子电流为
?? I2U1R?????2?R1?2???X1?X2s??2 (2-1)
因为启动瞬间，由于异步电动机定、转子的漏阻抗比较小，则定、转子的启动电流就会很大，励磁电流在启动电流中所占的比重很小，可忽略不计。故
?? I2U1?R1?R2??2????X1?X22 (2-2)
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从图上可分析出，由定子传递到转子的电磁功率PM等于转子回路全部电阻上的损耗，即
PM?P1?pCu1?pFe
?1?s?R?? ??2?R2?? ?3I22?s??R??22 (2-3) ?3I2s转子绕组中的铜损耗pCu2为
?2R2??sPM (2-4) pCu2?3I2电磁功率PM减去转子电路中的铜损pCu2就是附加电阻
?1?s?R?上的损耗。这部
s2分等效损耗实际转子中并不存在，但它却表征实际转动的转子的总机械功率Pm，即
Pm?PM?pCu2
?2 ?3I2?1?s?R?
s2 ??1?s?PM (2-5) 机械功率Pm除以轴的角速度?就是电磁转矩?，即
??PmPPmP?m??M (2-6) 2?n??1?s?2?n1?16060式中，?1为旋转磁场的同步角速度。
?1?2?n12?60f12?f1 (2-7) ???6060pp把(2-1)式和(2-7)代入(2-6)式，得到
?R2R??223I2s?s ??2?n12?f160p?3I22 ?3pU12?R2s?????R22???2?f1??R1????X1?X2s??????2 (2-8)
这就是机械特性的参数表达式。
2.2 三相异步电动机的机械特性
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通过参数表达式，且固定U1，f1及其他参数，可画出机械特性曲线，如图2-3。分析此图可知道，电动机刚启动时，转子要转还未转动，即转速n=0 (s=1)，此时旋转磁场切割转子导体相对速度达到最大，在导体中感应出很大的电势和电流。由磁动势平衡方程知，定子电流会相当大(IS?KIIN??4~7?IN)； 虽然异步电动机的启动电流很大，但由于启动时转子的漏电抗比较大，使转子回路功率因数很低；同时，较大的启动电流导致电网电压下降，会使电动主磁通相应减小。由电磁转矩的物理表达式(T?CTj?I2cos?2)可知，虽然异步电动机启动电流相当大，但启动转矩并不大(US?KTTN??0.9~1.3?TN)。
图2-3 三相异步电动机固有机械特性
所以，三相异步电动机的这种启动特性不符合我们对电机启动电流小、启动转矩大的要求。为了使电机能够可靠启动且对电网不造成冲击，和考虑电动机的质量运行和使用费用等，应结合实际情况选择合理的启动方案，以适应负载对启动条件的不同要求。
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3 三相异步电动机的常规启动研究
3.1 直接启动
直接启动，是最简单的启动方式，也叫全压启动。启动时将电动机的定子绕组用接触器直接接到额定电压的电源上，如图3-1所示。
图3-1 直接启动
最大的优点是不需要专门的启动设备。缺点是启动过程中出现较大电流，随之会有如下的影响：
(1)电网冲击。当电网容量相对较小，电动机容量相对大时，电动机短时间内会产生的较大的启动电流，它会使电网输出电压短时间内下降较大的幅度，超过规定值，破坏由同电网供电的其他负载的正常运行，甚至会危害电网的安全运行。
(2)电机冲击。对于频繁启动的异步电动机，启动电流过大，会使电动机绕组发热，影响电机寿命。
一般地说，只有小于7.5kW以下的小容量鼠笼式异步电动机才允许直接启动。对于频繁启动或功率大的电动机应采取降压启动。 3.1.1 模型搭建
三相异步电动机的直接启动仿真模型如图3-2所示。图中包括电源模块、三相异步电动机模块、总线选择模块等。启动过程中，直接在电动机的定子绕组上施加三相交流电源。