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三相异步电动机软起动控制与仿真(适合浦电气B方向)文献综述

 2020-04-10 16:29:03  

文 献 综 述

异步电动机(asynchronous motor) 又称感应电动机,是由气隙旋转磁场与转子绕组感应电流相互作用产生电磁转矩,从而实现机电能量转换为机械能量的一种交流电动机。 异步电动机按照转子结构分为两种形式:有鼠笼式、绕线式异步电动机。作电动机运行的异步电机。因其转子绕组电流是感应产生的,又称感应电动机。异步电动机是各类电动机中应用最广、需要量最大的一种。在中国,异步电动机的用电量约占总负荷。

一.软启动的研究意义

三相异步电动机发展至今得到了广泛的应用,其性能和功率也不断提高,电压也从低压发展到高压。随着三相异步电动机功率的提高,其启动过程也出现诸多弊端。传统的启动方式如直接启动存在较多优点,如启动时间短,响应速度快,技术简单,成本较低等。但是当电机功率较大时,其启动冲击电流较大,启动冲击转矩较大而且会使电网电压骤降,影响同电网其他设备的正常工作。软启动技术是近几年发展起来的将电力电子技术、微处理技术和自动控制技术有机结合的一种新技术,与传统的电磁式、自藕式以及星/三角转换等降低启动控制技术相比有很多优点。

二.电动机的发展及国内外发现现状

近三十年来,随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展,使无电弧开关和连续调节电流成为可能。近年来电动机起动技术取得了长总的进步。电力半导体开关器件具有无磨损、寿命长、功耗小等特点,结合现代控制理论,为实现三相异步电动机的软起动提供了全新的思路。要突破传统的启动方式,是离不开电力电子技术和自动控制技术的发展的。随着各领域生产机械的不断更新和发展,对电动机的启动性能要求越来越高。大概有以下几点:(1)要求电动机有较大的启动转矩,可以带负载启动,井且有良好的机械特性曲线;(2)启动电流尽可能小;(3)启动设备尽可能简单、经挤、可靠、易维护:(4)启动过程中能源消耗尽可能少。三相异步电动机因为其独特的优点使其在工农业及其他各行各业中都有广泛的应用。随着经济的发展对电动机的要求也越来越高,我们习惯用的传统的起动方式不能满足现代化的要求传统的起动方法起动时对电网的电流冲击大,启动转矩小。

三. 软启动的介绍

本次设计采用了软启动,软启动到了越来越多的应用,大有取代传统的自耦减压、星-角等启动器的趋势。

软启动可分为有级和无级两类,前者的调节是分档的,后者的调节是连续的。在电动机定子回路中,通过串入限流作用的电力器件实现软起动,叫做降压或者限流软起动。它是软起动中的一个重要类别。按限流器件不同可分为:以电解液限流的液阻软起动;以磁饱和电抗器为限流器件的磁控软起动;以晶闸管为限流器件的晶闸管软起动。晶闸管软起动产品问世不过30年左右的时间,它是当今电力电子器件长足进步的结果。10年前,电气工程界就有人预言,晶闸管软起动将引发软起动行业的一场革命。目前在低压(380V)内,晶闸管软起动产品价格已经下降到液阻软起动的大约2倍,甚至更低。而其主要性能却优于液阻软起动。与液阻软起动相比,它的体积小、结构紧凑,维护量小,功能齐全,菜单丰富,起动重复性好,保护周全,这些都是液阻软起动无法比拟的。但是晶闸管软起动产品也有缺点。一是高压产品的价格太高,是液阻软起动产品的5~10倍,二是晶闸管引起的高次谐波比较严重。软启动器本质上是一种直流调压装置,用来实现软启动、软停车、实时监测以及各种保护功能。为了保证系统安全可靠地运行,可以充分发挥单片机的强大控制功能,由主控制电路对系统的关键器件和关键参数,例如过压、欠压、过流、过载、等进行实时监控。随着数字直流PWM调压技术的应用,以及采用高性能的单片机作为系统的控制核心,可以使软启动器具有控制快速准确、响应快、运行稳定、可靠等优点。而软启动器和传统减压起动方式的不同之处在于:

(1)无冲击电流。软起动器在起动电机时,通过逐渐增大晶晶闸管导通角,使电机起动电流从零线性上升至设定值。对电机无冲击,提高了供电可靠性,平稳起动,减少对负载机械的冲击转矩,延长机器使用寿命。

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