三相异步电动机离散变频软起动的研究

论文题目: 三相异步电动机离散变频软起动的研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 控制理论与控制工程

作者: 刘庆利

导师: 李冬辉

关键词: 重载起动,离散变频,晶闸管,软起动

文献来源: 天津大学

发表年度: 2005

论文摘要: 在工、矿业应用中,有许多重载运输设备,比如皮带输送机、矿山刮板输送机等。这些设备一旦出现故障停车,再重新起动就比较困难。直接起动会产生很大的冲击电流,影响电动机的使用寿命;采用降压起动装置或常规软起动器起动又不能提供足够大的起动转矩,无法实现重载起动;而采用变频器起动投入成本又太大。针对这些矛盾,本文寻求了一种新的起动方案,即利用晶闸管斩波技术进行离散变频,以降压-降频的方式实现高起动转矩、低起动电流的重载软起动,且使投入成本大为降低。离散变频是指通过控制晶闸管的触发脉冲序列,有选择地让工频信号的某些半周波通过,而另一些半周波截止,由此达到变频的目的,所得到的频率只能是工频的整数分之一。本文对单相离散变频技术进行了分析,确定了各离散频率下基波信号的初始相位角与原信号之间的关系,给出了通用公式;进一步研究了如何通过三组反并联的晶闸管实现三相变频,找出能够使电动机获得最大电磁转矩的离散变频方式,给出了相应算法;之后,本文对离散变频软起动的控制方案进行了设计,提出了相应的控制策略,包括如何进行电压调节,如何选择频率等级,如何进行频率切换以及如何控制晶闸管的触发脉冲序列等,并在由低频切换到工频过程中引入模糊控制策略实施恒流控制,实现真正意义上的软起动;最后,本文利用MATLAB/SIMULINK构建了系统模型,对三相异步电动机离散变频软起动进行仿真,验证了方案的可行性,并与其它起动方式进行比较,证明了离散变频软起动在重载起动方面所具有的优势。

论文目录:

摘要

ABSTRACT

第一章绪论

1.1 引言

1.2 三相异步电动机传统降压起动及常规软起动

1.2.1 传统降压起动

1.2.2 常规软起动

1.2.3 降压起动的弊端

1.3 其它应用于重载运输机的起动方案及起动设备

1.3.1 液力耦合器起动

1.3.2 转子串液体电阻起动

1.3.3 变频器起动

1.3.4 多极电机起动

1.3.5 开关磁阻电机起动

1.4 本课题研究的内容及意义

第二章常规软起动技术

2.1 常规软起动器的调压原理

2.2 常规软起动的控制方式

第三章离散变频技术的研究

3.1 离散变频的原理

3.2 离散频率波形分析

3.2.1 信号的提取

3.2.2 相位的研究

3.3 相序的研究及最佳分频方式的确立

3.3.1 三相离散变频的相序问题

3.3.2 最佳分频方式的确立

第四章离散变频软起动控制策略的设计

4.1 电压的控制策略

4.1.1 低频段电压控制

4.1.2 高频段电压控制

4.1.3 变压-变频控制的机械特性

4.2 最小频率的确定和频率等级的划分

4.2.1 最小频率的确定

4.2.2 频率等级的划分

4.3 电流的控制策略

4.3.1 引言

4.3.2 模糊控制策略的应用

4.3.3 恒流模糊控制器的设计

4.4 晶闸管的触发脉冲序列

第五章离散变频软起动的仿真实验

5.1 构建仿真系统

5.2 仿真结果

结束语

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢

发布时间: 2007-04-17

参考文献

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