智能固态软起动器研究

论文摘要

智能固态软起动器是专为中高压三相交流电机降低起动电流而设计的。它不同于传统的液态软起动器，智能固态软起动器在大功率电机起动过程中，通过控制电机的电流，使电机缓慢、平滑的加速，避免大电流对电机和电网的冲击，提高电网的工作效率和减少起动时对电机的冲击损伤，从而达到起动和保护设备的作用。本文在对查阅、分析和归纳了国内外交流电机软起动相关技术的基础上，首先分析交流电机的起动特性，对比了多种传统的软起动方式的特点，并结合实际应用选择可变电抗器软起动方式作为智能固态软起动器的设计方案。其次，论文对智能固态软起动器进行系统结构设计，并对系统中可变电抗器、触发电路、控制器、检测电路进行详细阐述。文中深入探讨了可变电抗器的等效数学模型，给出了可变电抗器阻抗随晶闸管导通角变化的图形。论文对模糊控制和常规PID控制效果分别进行深入分析，结合两者优点采用模糊控制和PID控制相结合的方法作为智能固态软起动器的控制策略，并重点对模糊控制器进行设计。此外，智能固态软起动器软件结构、各模块功能和软件功能实现方法也进行了详细阐述，并列举了智能控制器检测信号名称和控制逻辑。最后，论文利用Matlab／simulink软件构建了电机软起动仿真模型，并进行了仿真，得出仿真图形。同时，论文给出了基于PLC控制器平台的智能固态软起动器控制电机软起动的实验电流波形。实验表明，智能固态软起动器能够显著降低电机的起动电流，一般可将起动电流控制在额定电流的3倍左右，从而有效地减少电动机供电线路的电压损失及电力损耗，达到设计要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题概述
• 1.1.1 课题的题目及来源
• 1.1.2 课题研究的背景
• 1.2 课题研究目的和意义
• 1.3 国内外研究现状
• 第2章 交流电机软起动
• 2.1 软起动器的工作原理
• 2.2 常见软起动器方案介绍
• 2.2.1 变频软起动方式
• 2.2.2 水阻、液阻软起动方式
• 2.2.3 晶闸管串联软起动
• 2.2.4 磁控软起动方式
• 2.2.5 可变电抗器软起动
• 第3章 智能固态软起动器系统设计
• 3.1 智能软起动器系统设计
• 3.2 可变电抗器设计
• 3.2.1 单相可变电抗器
• 3.2.2 三相可变电抗器的设计
• 3.2.3 晶闸管触发电路设计
• 3.3 智能控制器硬件设计
• 3.4 信号检测部分设计
• 第4章 智能控制策略设计
• 4.1 智能控制概述
• 4.1.1 模糊控制
• 4.1.2 神经网络控制
• 4.1.3 专家控制
• 4.2 可变电抗器的等效模型
• 4.3 智能控制器方案设计
• 4.4 控制器结构设计
• 4.5 模糊控制器设计
• 4.5.1 模糊化
• 4.5.2 模糊推理
• 4.5.3 去模糊化
• 4.6 模糊控制器参数整定
• 第5章 智能软起动器软件设计
• 5.1 智能软起动器软件结构
• 5.1.1 上电初始化
• 5.1.2 软起动器工作方式的选择
• 5.1.3 允许信号检测
• 5.1.4 跳闸信号及报警输出
• 5.2 PLC程序流程图
• 5.3 PLC程序详细设计
• 5.3.1 软起动器工作方式的选择
• 5.3.2 允许启动信号检测
• 5.3.3 跳闸信号及报警输出
• 第6章 系统仿真与实验
• 6.1 软起动仿真
• 6.1.1 仿真模型的建立
• 6.1.2 仿真模型主要环节及图形
• 6.2 系统实验平台
• 6.2.1 系统实验硬件平台
• 6.2.2 系统实验软件平台
• 6.3 软起动实验
• 第7章 总结和展望
• 7.1 全文总结
• 7.2 存在的问题及展望
• 参考文献
• 作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢