1、精選優質文檔-傾情為你奉上交流電動機減壓軟起動系統仿真1 設計要求與方案 電機參數為：額定電壓=380V、頻率、定子電阻=0.435、額定功率=2.2KW、定子自感=0.002mH、轉子電阻=0.816、額定轉速=1420rpm、轉子自感0.002mH、級對數2、互感0.069mH、轉動慣量=0.19kg·m2。要求完成的主要任務: （1）設計軟起動器原理圖；（2）建立軟起動器仿真模型；（3）仿真得出軟起動與全壓起動輸入電壓有效值、電動機電流瞬時值、轉速變化曲線。2 原理和參數2.1 設計原理 在有限供電系統中較大容量的交流電動機起動時，由于起動電流過大，會引起電網電壓下降，而影響其

2、他用電設備的正常工作，所以一般較大容量的交流電動機都采用減壓起動方式，以減小起動電流。傳統的減壓起動方法有星-三角起動和自耦變壓器起動等。現在應用晶閘管交流調壓器原理的軟起動器已經大量面市，晶閘管軟起動器可以通過電壓的調節，限制起動電流，并且使電動機有較大的起動轉矩，在起動結束后在經過接觸器切除軟起動器，讓電動機直接連接三相電源完成起動過程。晶閘管軟起動的原理圖如圖1所示。軟起動電路由三相晶閘管調壓電路和軟起動控制器（給定積分器）、觸發器等組成，起動時通過控制器使晶閘管控制角從大到小變化，而電動機電壓從小到大逐次上升。其仿真電路圖如圖2所示。通過仿真可以研究軟起動器的控制曲線，電流限制效果和電

3、動機轉矩的情況。起動信號給定積分器信號匹配觸發器晶閘管三相調壓器M3圖1 晶閘管軟起動的原理圖圖2 晶閘管軟起動的仿真圖2.2 雙向晶閘管模塊VT雙向晶閘管模塊VT如圖3所示，參數默認。 圖3 雙向晶閘管模塊VT2.3 觸發器模塊pusle觸發器模塊pulse如圖4所示。 圖4 觸發器模塊pulseRelay 、Relay1如圖4左邊部分所示，Rate Limiter、Rate Limiter1參數如圖4右邊部分所示，Relay2、Relay3參數默認。圖4 觸發器模塊參數2.4 給定積分器模塊GI給定積分器模塊GI如圖5所示，參數默認。 圖5 給定積分器模塊2.5 模型的控制部分模型的控制部

4、分如圖6所示，由Step、GI和Fcn三個模塊組成，其中Step給出階躍起動信號，GI模塊用于設定起動曲線，函數Fcn用于使控制信號與觸發器輸入信號要求相匹配，匹配關系為Fu(1)=6.5-u(1)式中，6.5為能使電動機起動的最小控制電壓，u(1)為給定積分器輸出。圖5 模型的控制部分2.6 交流電機直接起動直接起動仿真圖如圖6所示。圖6 交流電機直接起動仿真圖3 仿真波形分析軟起動波形如圖7、圖8、圖9圖10、圖11、圖12所示。由波形圖可以看出，軟起動開始時電流較大，穩定后較小。同時在起動瞬間也有較大毛刺，大概有100A。圖7 軟起動電機定子電流ia圖8 軟起動電機定子電流ib圖9 軟起

5、動電機定子電流ic圖10 軟起動電機轉速曲線 從轉速曲線可以看出，電機轉速平穩上升，波動很小，最后穩定在1420rpm，但同時，電機起動過程較慢，從起動到轉速穩定，需要大概1.8s 的時間。與直接起動相應波形相比較，優勢很明顯。圖11 軟起動電機電磁轉矩曲線圖12 軟起動電機輸入電壓有效值由圖，電磁轉矩曲線和電機輸入電壓有效值曲線有較多毛刺。電機直接起動波形如圖13、圖14、圖15、圖16、圖17、圖18所示。圖13 直接起動電機定子電流ia圖14 直接起動電機定子電流ib圖15 直接起動電機定子電流ic圖16 直接起動電機轉速曲線圖17 直接起動電機電磁轉矩曲線圖18 直接起動電機輸入電壓有

6、效值專心-專注-專業設計心得這次課程設計，題目要求難度并不大，原理上容易理解。但實際在MATLAB仿真的過程中我遇到了很多問題：首先在搭建模型時，對各模塊不是很熟悉，但參照了相關書籍后，最終還是順利地搭建起來了模型。其次在觸發器模塊，對參數沒有有效設定，導致仿真沒有得出預期結果，后來仔細學習老師提供的參考書籍，從單相調壓仿真開始學習，弄清調壓原理，得到正確的參數配置后，應用到三相電機減壓軟起動仿真中，最后仿真得到較好的效果。還有此次課程設計中，小組成員之間有效分工，有的負責資料搜集，有的負責文檔編輯，有的負責仿真，最后在大家的共同努力下終于得到滿意的仿真結果，加強了團隊成員之間的相互信任感。此次課程設計鞏固了運動控制系統中交流電機減壓軟起動的理論知識，還提升了自己運用MATLAB分析問題的能力，最重要的是鍛煉了自己發現問題解決問題的能力。參考文獻1陳伯時.運動控制系統.北京:機械工業出版社,20092王云亮.電力電子技術.北京:電子工業出版社,20094 Yamamura S.AC Motor for High-performance Applications(Analysis Control).Ne