论文摘要
随着电力电子技术和智能控制技术的发展,软起动技术在国内外工业生产中得到了广泛应用。传统电子软起动器采用使定子电压逐渐增大至额定电压的方法,使交流异步电机平滑起动,减少交流异步电机的起动电流,降低起动时对电网的冲击。由于三相交流异步电机的电磁转矩与定子电压的平方成正比,当定子电压降低时,电磁转矩就会降低很多,电磁转矩小的特点限制了电子软起动器的应用范围。基于传统电子软起动器的不足,本文研究了基于电流模糊控制的分级变频高转矩软起动器。该方案可以使传统电子软起动器在降低定子电压的同时降低定子电压的频率,按同步转速由低到高分级起动,减小起动过程的能量损耗,克服传统电子软起动器电磁转矩小的缺点,可以使电机在全负载的情况下以较小的启动电流和较大的起动转矩平滑起动电动机。本文将交—交变频原理引入到感应电机软起动控制中,重点研究了一种基于离散频率控制的感应电机高转矩软起动方法。对分级变频理论进行了深入剖析,提出了一种分级变频软起动触发角最优选取原则,并用MATLAB/SIMULINK对分级变频起动过程进行了仿真,论证了分级变频起动方法,在起动特性方面优于传统的直接起动、限流起动和斜坡电压起动。本文在软起动器电流控制方面,为了提高电流控制的鲁棒性,在分析了模糊控制自适应PID基本原理的基础上,采用模糊控制方法研究了对电机的起动电流模糊控制的方法。该方法可在不需研究控制对象数学模型的情况下,借助人工经验或其它途径可对被控对象实行有效的控制和调节。模糊控制自适应在控制电机端电压上升过程中,通过检测电机的电流、电压信号,经模糊控制器处理后将其信号传送给触发器,触发晶闸管,调整导通角的大小,以实现升压过程的优化控制,达到电机起动的最优效果。进一步证明了模糊控制技术是解决电机的起动电流控制问题的有效方法,其强的鲁棒性是传统控制方法无法取代的。最后,采用16位单片机研制了交流异步电机全数字化软启动器,完成了控制系统的软硬件设计,给出了基于电流模糊控制的分级变频高转矩软起动器的实验结果,并对进一步研究的有关问题给出了自己的建议。本文的研究表明,基于电流模糊控制的分级变频高转矩软起动器具有优良的性能,仿真与实验结果证明了分级变频理论的正确性和有效性。
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标签：电流模糊自适应控制论文; 分级变频软起动论文; 高转矩软起动论文; 软起动器论文; 单片机论文;