异步电动机软起动的数字仿真

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电弗与粒刮应闸 2, 7乙￣8 5( ) 3

运行与保护 E队帅

异步电动机软起动的数字仿真耿大勇

(宁工业大学信息科学与工程学院，宁锦州 1 10 )辽辽 2 0 1摘要：异步电动机的软起动可控制电动机的起动电压和起动电流，减少电动机起动过程对电网和负载

的冲击，同时保证电动机运行平稳。分析软起动的工作状态，并建立了数学模型。利用 MA L B软件对采用 TA P I电流闭环控制的异步电动机软起动系统编制程序，通过实例进行仿真，并对仿真结果作了分析。关键词：异步电动机；软起动；数字仿真

中图分类号： M 0: M 4文献标识码：文章编号：6 36 4 ( 0 8 0—090 T 36T 33 A 17 -5 0 20 )70 4 -4

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sn Ic re tco e o p c n r lf r a y c r n u t r w s p o r mme a e n MAT AB tr n y t m y u ig P u n l s d lo o t o s n h o o s moo a rg a t o d b sd o L a d smu ai n wa a re u h o g cu le a l .T e smu ' in r s l e e a ay e . n i lt sc rid o tt r u h a ta x mp e o h i lt e u t w r n l z d ao sKe r y wo ds:a ync r s h ono o or;s f t tng; n usm t o tsar i um e i a i ul i rc lsm aton

0引言 近年来，着电力电子技术和计算机控制技随术的飞速发展，内外都十分重视三相异步电动国机软起动控制系统的研究与开发 2。软起动控 11 -制旨在降压以限制电机起动电流，小其对电网减的冲击，同时达到节能的目的。目前软起动方式

闸管触发角的大小，电动机起动电流按照工作使要求所设定的规律变化，样便可任意调整和选这择起动电流的大小及起动方式，电动机处于最使佳状态，同时亦可减少起动功率损耗。

很多，液阻软起动、控软起动、如磁晶闸管软起动

等，从起动时间、控制方式的节能效果等多方面综合比较，以晶闸管软起动方式最优，代表着软起动的发展方向 J。但目前关于异步电动机软起动控制系统数字仿真的文献较少，本文介绍了异步电动机软起动控制系统的数学模型，借助于并图 1晶闸管调压主电路

图 2为软起动电压和电流波形示意图。其中：、和分别为 A、 C三相对称电源的 B、

M TA A L B软件编制程序进行了实例仿真，最后对仿真结果进行了分析。

电压，、 i i 和 i分别为电机定子的 A、 c三相 B、电流。异步电动机为感性负载， i后于故落一

1软起动控制方式及工作状态 三相异步电动机软起动的主电路如图 1所示。该系统将三组反并联的晶闸管串接在电动机的三相电路上，电动机起动过程中通过控制晶在

个角，中也标出了晶闸管的触

发角 O和关 图 g

断持续角 A。在分析电机的运行规律之前，先规定一下电机的工作状态：状态①为三相电源同时导通；状态②为 A相的电源关断，瞬时值 i等于 零；状态③为 B相的电源关断，瞬时值 i等于零；一

4一 q

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运行与保护 E c MA

迫币再控制应闭 20, 7乙 08 5( ) 3

状态④为 c相的电源关断，时值 i于零。瞬等

t,——转动惯量； P——极对数。 状态变量为电流向量 i机械角速度和转、角0。状态方程中

L=其中：r A 一

】—M 1]

Ml

L=— l L。 IM A l—

—M} l

() 3

,

一

M, j, J 一M2}L

图 2软起动电压和电流波形

r, J

—

M2一M2]

如图 2所示，为便于分析，一个周期分成 6将 个相等的间隔 7一。软起动运行过程实际上 1是电机定子绕组以不同的电路拓扑结构接向电源

,=一 J I l— 一

LM2

() 4

]

a

L=

的过程。在软起动过程中为了得到一定的起动转矩，闸管触发角不能过小，则会导致电机起动晶否

1 -l

c s oO

C S 0+10 ) O( 2。c s oO

M2cs0— 2。 l o( 10 ) l

失败，者起动时间过长。详细分析 7一每个或 1 间隔内各个晶闸管导通和关断的情况，发现异可步电动机的定子绕组或者三相同时接通电源，或者二相同时导通， 7一 的间隔内，工作状在 1,按态出现的顺序，系统将依次处于上述的②、、、①④ ①、、几种状态。③①

L O( S 0+1 0 ) c s 0—1 0 ) C 2。 o ( 2。

L= ( L )

式中：,——定子自感； J——

定子绕组间互感； 转子绕组间互感。—

,——转子自感； J ——

2数学模型的建立 运行状态确定后，可建立相应的数学模型便求解。对异步电动机动态过程的分析求解可采用CS

:—

定子与转子相绕组间互感的最大值。d x_ _:

式() 1可简写为CS

0

0

A+曰 x

() 7

状态变量法进行。设定子三相绕组分别用

A、 B、 c表示，转子三相绕组用 ab C表示，、、定子 A相与转子 a轴线之间夹角为 0转子以机械角速度相，逆时针旋转，则异步电动机的状态方程为

C一+吣1 1

ct l

式中： ( (向量； X为状态 U为输入向量；和曰为系数 A 2 2 矩阵，为。 o分别。、●●●●●● J

X=『 i

0

() 8

U=[ Tr t一

() 9

崇=L di一I L+ - ( l/一兰 f一 L d i一 T t 面卜了一了:=

L(+L o o - ) I dP . L d

( 1 )

A=

_l‘O

一

j 0 P 0

( 0) 1

r L

式中： f尺，——分别为电机定子和转子的端 ,, L电压矩阵、电流矩阵、电阻矩阵和电感矩阵； 7——负载转矩； 1 ——

0]1I t,l0 - J

B=1 0L 0

机械角速度；

式() 7即为异步电动机状态变量法仿真数学模型的标准形式。在对异步电动机软起动状态方程的

尺——旋转阻力系数； 一

51一 f

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迫】与哥制应用20, 7 6乙宜 08 5( ) 3

运行与保护 l堋 E

求解中，关键在于对输入向量的处理。 为便于分析，假定： 1 ( )各晶闸管的特性一致，:一一

:

(8 1)4 (+一 3 Z+Z )

对称触发；断状态时，关其阻抗为无穷大，导通状态时其阻抗为零； 2 ( )电机的全部参数为常数，略忽磁饱和 …… 此处隐藏：4222字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……