磁控電抗器及其在異步電機(jī)軟起動(dòng)中應(yīng)用的研究.pdf

1、三相交流異步電機(jī)是工業(yè)、農(nóng)業(yè)和交通運(yùn)輸?shù)闹匾O(shè)備，因其具有成本低、可靠性高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和維護(hù)方便等特點(diǎn)，故應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，幾乎涉及到所有行業(yè)。但是當(dāng)交流電機(jī)起動(dòng)時(shí)，如果全電壓直接起動(dòng)，強(qiáng)大的起動(dòng)電流以及沖擊力對(duì)電機(jī)自身、電機(jī)負(fù)載、電網(wǎng)以及同電網(wǎng)其他設(shè)備都會(huì)造成影響和損害，同時(shí)帶來(lái)電能的浪費(fèi)。本文所設(shè)計(jì)的是基于磁控電抗器技術(shù)的異步電機(jī)軟起動(dòng)控制系統(tǒng)，為實(shí)現(xiàn)交流異步電機(jī)的軟起動(dòng)而研究開發(fā)。 磁控軟起動(dòng)控制系統(tǒng)，基本原理是將磁閥式可控

2、電抗技術(shù)應(yīng)用于交流電機(jī)軟起動(dòng)中，電抗器繞組直接與電動(dòng)機(jī)定子繞組串接，通過改變鐵心的磁阻大小來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電抗器電感值大小的調(diào)節(jié)，使電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流為恒值，從而達(dá)到軟起動(dòng)的目的。利用電網(wǎng)電壓本身經(jīng)繞組自耦變壓后由晶閘管整流獲得外加直流助磁使磁路飽和，鐵心未飽和時(shí)磁阻小，飽和后磁阻大。該控制系統(tǒng)通過改變晶閘管的觸發(fā)角來(lái)改變外加直流的大小。 首先，詳細(xì)分析了磁控電抗器的電路結(jié)構(gòu)和基本工作原理，闡訴了鐵磁材料的磁化特性、磁控電抗器鐵芯的動(dòng)態(tài)磁

3、化曲線特性的基礎(chǔ)上，給出了磁控電抗器的通用數(shù)學(xué)模型，并對(duì)磁控電抗器各工作狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換進(jìn)行了詳細(xì)地分析。根據(jù)磁閥式可控電抗器的等效電路推導(dǎo)出應(yīng)用于異步電機(jī)軟起動(dòng)中的磁控電抗器的Matlab仿真模型，在此基礎(chǔ)上著重分析了它的諧波特性和控制特性。另外也對(duì)可控電抗器的伏安特性、響應(yīng)速度及有功損耗等進(jìn)行了一定的研究。理論分析表明，磁閥式可控電抗器有較小的諧波、近似線性的伏安特性、較快的響應(yīng)速度和較小的有功損耗等優(yōu)點(diǎn)。 然后，討論了交流異

4、步電機(jī)磁控軟起動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)思、設(shè)計(jì)方案，介紹了磁控軟起動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、工作原理，詳細(xì)分析了以80C196KC為主控單元的硬件電路設(shè)計(jì)以及電氣連接，給出了硬件系統(tǒng)中各個(gè)部分的具體的電路圖。系統(tǒng)軟件部分主要針對(duì)恒流起動(dòng)方式進(jìn)行了軟件設(shè)計(jì)，給出了主程序流程圖及各部分子程序流程圖，在軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用了模糊PID控制算法。并分別對(duì)異步電機(jī)的全電壓直接起動(dòng)和磁控軟起動(dòng)過程進(jìn)行了基于Matlab軟件的仿真研究，仿真結(jié)果表明本文所設(shè)計(jì)的方案具有可行性，能有