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。