异步电动机软起动控制系统的建模

异步电动机软起动控制系统的建模

摘要：该文介绍异步电动机软起动过程，分析了异步电动机软起动控制的基本原理，应用matlab中的simulink搭建了基于交流调压方式的三相异步电动机软起动控制系统的仿真模型。

关键词：simulink；三相异步电动机；软起动

中图分类号：tp3 文献标识码：a 文章编号：1009-3044（2013）05-1224-02

1 概述

异步电动机由于其成本低，可靠性高、需要的维护少等优点在生产、生活中得到广泛的应用。一般来说，希望电动机有足够大的起动转矩和比较小的起动电流。但由于异步电动机直接起动时，起动电流会产生一个浪涌，对电网产生冲击，使电网电压降低。电网电压的降低，不仅要使异步电动机本身的起动转矩减小，还可能导致起动失败，并影响了其他用电设备的正常运行。对于频繁起动的电动机，还会造成电动机过热，影响使用寿命。因此，较大容量的异步电动机是不允许直接起动的。因此，如何改善异步电动机的起动性能是一个非常重要并有实际经济意义的课题。

2 系统建模

在simulink中搭建的三相异步电动机系统仿真模型如图1所示：主要由三相正弦交流电压源模块，晶闸管组，晶闸管触发脉冲发生模块，触发角控制模块与输出信号测量模块等构成。

3 功能模块分析

异步电动机软启动分析-论文

异步电动机软启动分析 届专业班级 题目 姓名学号 指导教师职称 站别 【内容摘要】近三十多年来，国外对晶闸管三相交流调压电路进行了

广泛的研究，在工业应用领域得到广泛应用，在某些领域应用显示出独特的技术优势。文章对异步电动机软启动做了分析。 【关键词】异步电动机；三相异步电动机原理；软启动；晶闸管电动机作为重要的动力装置，已被广泛用于工业、农业、交通运输、国防军事设施以及日常生活中。直流电动机其调速在过去一直占统治地位，但由于本身结构原因，例如换向器的机械强度不高，电刷易于磨损等，远远不能适应现代生产向高速大容量化发展的要求。而交流电动机，特别是三相鼠笼式异步电动机，由于其结构简单、制造方便、价格低廉，而且坚固耐用，惯量小，运行可靠等优势，在工业生产中得到了极广泛的应用，也正在发挥着越来越重要的作用。一、三相异步电动机原理 当向三相定子绕组中通过入对称的三相交流电时，就产生了一个以同步转速n1沿定子和转子内圆空间作顺时针方向旋转的旋转磁场。由于旋转磁场以n1转速旋转，转子导体开始时是静止的，故转子导体将切割定子旋转磁场而产生感应电动势（感应电动势的方向用右手定则判定）。由于转子导体两端被短路环短接，在感应电动势的作用下，转子导体中将产生与感应电动势方向基本一致的感生电流。转子的载流导体在定子磁场中受到电磁力的作用（力的方向用左手定则判定）。电磁力对转子轴产生电磁转矩，驱动转子沿着旋转磁场方向旋转。 通过上述分析可以总结出电动机工作原理为：当电动机的三相定子绕组（各相差120度电角度），通入三相对称交流电后，将产生一个

旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，从而在转子绕组中产生感应电流（转子绕组是闭合通路），载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力，从而在电机转轴上形成电磁转矩，驱动电动机旋转，并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。 与单相异步电动机相比，三相异步电动机运行性能好，并可节省各种材料。按转子结构的不同，三相异步电动机可分为笼式和绕线式两种。笼式转子的异步电动机结构简单、运行可靠、重量轻、价格便宜，得到了广泛的应用，其主要缺点是调速困难。绕线式三相异步电动机的转子和定子一样也设置了三相绕组并通过滑环、电刷与外部变阻器连接。调节变阻器电阻可以改善电动机的起动性能和调节电动机的转速。 Ⅰ、三相异步电动机绕组分类 单层绕组就是在每个定子槽内只嵌置一个线圈有效边的绕组，因而它的线圈总数只有电机总槽数的一半。单层绕组的优点是绕组线圈数少工艺比较简单；没有层间绝缘故槽的利用率提高；单层结构不会发生相间击穿故障等。缺点则是绕组产生的电磁波形不够理想，电机的铁损和噪音都较大且起动性能也稍差，故单层绕组一般只用于小容量异步电动机中。单层绕组按照其线圈的形状和端接部分排列布置的不同，可分为链式绕组、交叉链式绕组、同心式绕组和交叉式同心绕组等几种绕组形式。 1：链式绕组链式绕组是由具有相同形状和宽度的单层线圈元件所组成，因其绕组端部各个线圈像套起的链环一样而得名。单层链式

异步电动机软启动分析

异步电动机软启动分析 电动机作为重要的动力装置，已被广泛用于工业、农业、交通运输、国防军事设施以及日常生活中。直流电动机其调速在过去一直占统治地位，但由于本身结构原因，例如换向器的机械强度不高，电刷易于磨损等，远远不能适应现代生产向高速大容量化发展的要求。而交流电动机，特别是三相鼠笼式异步电动机，由于其结构简单、制造方便、价格低廉，而且坚固耐用，惯量小，运行可靠等优势，在工业生产中得到了极广泛的应用，也正在发挥着越来越重要的作用。 一、软启动的现状 交流电动机和直流电动机相比存在许多优点，但当异步电机在起动过程中又有许多弊病。所谓起动过程是在交流传动系统中，当异步电动机投入电网时，其转速由零开始上升，转速升到稳定转速的全过程。如不采用任何起动装置的情况下，直接加额定电压到定子绕组起动电动机时，电机的起动电流可达额定电流的4～8倍，其转速也在很短时间内由零上升到额定转速。同时三相感应电动机起动时的转矩冲击较大，一般可达额定转矩的两倍以上。起动时过高的电流一方面会造成严重的电网冲击，给电网造成过大的电压降落，降低电网电能质量并影响其他设备的正常运行。而过大的转矩冲击又将造成机械应力冲击，影响电动机本身及其拖动设备的使用寿命。因此，通常总是力求在较小的起动起动电流下得到足够大的起动转矩，为此就要选择合适的起动方法。在选择起动方法时可以根据具体情况具体要求来选择。 对三相鼠笼式异步电动机的起动电流的限制，通常有定子串接电抗器起动、Y-△起动、自藕变压器将压起动、延边三角形起动。而对绕线式交流电动机，常采用转子串接频敏变阻器起动、转子串电阻分级起动。但这些传统的起动方法都存在一些问题。 1．定子串接电阻起动:由于外串了电阻，在电阻上有较大的有功损耗，特别对中型、大型异步电动机更不经济，因此在降低了起动电流的同时、却付出了较大的代价—起动转矩降低得更多，一般只能用于空载和轻载。 2．Y--△起动:丫一△起动方法虽然简单，只需一个Y一△转换开关。但是Y--△起动的电动机定子绕组六个出线端都要引出来，对于高电压的电动机有一定的困难，一般只用于△接法380v电动机。 3．自祸变压器将压起动:自祸变压器将压起动，比起定子串接电抗器起动，当限定的起动电流相同时，起动转矩损失的较少;比起卜△起动，有几种抽头供选用比较灵活，并且巩/峨较大时，可以拖动较大些的负载起动。但是自祸变压器体积大，价格高，也不能拖动重负载起动。 4．延边三角形起动:采用延边三角形起动鼠笼式异步电动机，除了简单的绕组接线切换装置之外，不

异步电动机启动过程分析

交流调速专题报告二 学号082911xx 姓名张XX 班级电气08xx

异步电动机启动过程分析 张XX （北京交通大学电气工程学院，北京100044） 摘要：随着异步电动机作为重要的动力设备在社会各行各业的广泛应用，研究三相鼠笼式异步电动机在各种起动方式下的起动性能就显得尤为重要。为获得较好的起动效果，在对笼型异步电机进行深入分析的基础上，利用Matlab中的Simulink仿真工具对异步电动机的直接起动、降压起动、V/f比控制起动方式进行动态仿真。通过对起动过程中电机的定子电流、起动转矩和转子转速进行检测，得出各种起动方式下电流—时间、转矩—时间、转速—时间和转矩—转速的特性曲线，从而比较不同起动方式的起动性能优劣。异步电动机变频起动后，使起动电流大大减小，起动时对电网的冲击效应较小，并且使异步电动机起动转矩尽可能大，缩短了起动时间，从而克服了传统起动的弊端。 关键字：直接起动；降压启动；V/f比控制起动；笼型异步电机 Abstract: With the induction motor as an important power equipment widely used in all walks of life, research phase squirrel cage induction motor start-up mode in a variety of starting performance is particularly important. In order to obtain good starting results, in the cage induction motor in-depth analysis, based on the use of Matlab Simulink simulation tools for asynchronous motor direct starting, reduced voltage starting, V / f ratio control method for starting the dynamic simulation. Through the process of starting the motor stator current, starting torque and rotor speed testing, come under a variety of ways starting current - time, torque - time, speed - the time and torque - speed characteristic curves to compare the different starting way of starting performance of the pros and cons. After induction motor variable frequency start, so that greatly reduce the starting current, starting at a

永磁同步电机控制系统仿真模型的建立与实现资料

永磁同步电机控制系统仿真模型的建立与 实现

电机的控制 本文设计的电机效率特性如图 转矩(Nm) 转速(rpm) 异步电机效率特性 PMSM 电机效率特性 本文设计的电动汽车电机采用SVPWM 控制技术是一种先进的控制技术，它是以“磁链跟踪控制”为目标，能明显减少逆变器输出电流的谐波成份及电机的谐波损耗，能有效降低脉动转矩，适用于各种交流电动机调速，有替代传统SPWM 的趋势[2]。 基于上述原因，本文结合0=d i 和SVPWM 控制技术设计PMSM 双闭环PI 调速控制。其中，内环为电流环[3]，外环为速度环，根据经典的PID 控制设计理论，将内环按典型Ⅰ系统，外环按典型Ⅱ系统设计PI 控制器参数[4]。 1. PMSM 控制系统总模型 首先给出PMSM 的交流伺服系统矢量控制框图。忽略粘性阻尼系数的影响， PMSM 的状态方程可表示为 ??????????-+????????????????????----=??????????J T L u L u i i P J P L R P P L R i i L q d m q d f n f n m n m n m q d ///002/30//ωψψωωω& && (1) 将0=d i 带入上式，有 ???? ??????-+??????????? ??? ??--=????? ?????J T L u L u i J P P L R P i i L q d m q f n f n m n m q d ///02/3/0ωψψωω& && (2) 转 矩 (N m )转速 (n /(m i n )) 效率 转速 (rpm) 转矩 (N m )

三相异步电动机软启动系统

浅析变频空调技术的发展与应用 摘要 本论文主要是对变频空调的原理、新技术、空调的结构、空调的日常保养进行简 单的分析讨论。变频空调器的最大特点在于其节能、舒适、制热效果好。从节能方面 来说，随着技术的发展与成熟，变频空调器已由最初的交流变频空调器、直流变频空 调器发展到现在pam（脉冲调幅）空调器。变频空调之所以有这么大的优势也是在于 它自身无可比拟的优点，简单的介绍其优点主要是：采用低频启动，启动电流小对电 网的干扰小,省电节能；能快速制冷、制暖；启动后长期运转温度控制精度可达到 ±0.5℃。 关键词：新技术变频发展应用 Abstract This paper is the principle of frequency conversion air-conditioning, newtechnologies,then structure of air- conditioning,air-conditioning maintenance to carry out simple day-to-day art an analysis of the discussion.The most important feature of variable frequency air conditioner in its energy-saving,comfortable, good heating effect. From the energy point of view,as the technolog development and maturity,frequency conversion air-conditioner from the original A inverter air conditioner,Dc inverter air conditioner developed to pam air conditioner.Inverter air conditioner advantages:the use of low-frequency start,starting current of the power system small disturbance small,energy-saving power;fast refrigeration,heating System;start functioning after the long-term temperature control precision can reach ± 0.5℃. Key words:new technology frequency conversion development application 目录 摘要 (1)

异步电动机软启动及节能运行控制研究设计

1 引言 目前在工礦企業中使用著大量的交流非同步電動機(包括380V／660V低壓電動機和3KV／6KV中壓電動機)，有相當多的三相非同步電動機及其拖動系統還處於非經濟運行的狀態，白白地浪費了大量的電能。究其原因，大致是由以下幾種情況造成的：①由於大部分電機採用直接起動方式，除了可能對電網及拖動系統造成衝擊和引發事故之外，超出正常8～10倍的起動電流會造成巨大的能量損耗；②在進行電動機容量選配時，往往片面追求大的安全餘量，且層層加碼，結果使電動機容量過大，造成“大馬拉小車”的現象，導致電動機偏離最佳工況點，運行效率和功率因數降低； ③從電動機所拖動的生產機械自身的運行經濟性考慮，往往要求電力拖動系統具有變壓、變速調節能力，若用定速定壓拖動，勢必造成大量的額外電能損失。電動機的非經濟運行情況，早已引起國家有關部門的重視，並分別於1990年和1995年制定和修定了強制性的國家標準：《三相非同步電動機經濟運行》(GB12497-1995)。國家希望依此來規範三相非同步電動機的經濟運行，國標的發佈對低壓電動機的經濟運行起了很大的促進作用，但對中壓電動機則收效甚微。其原因是：(1)中壓電動機一般容量較大，一旦發生故障，其影響也大，因此對節電措施可靠性的要求就更高；(2)中壓電動機節電措施受電力電子功率器件耐壓水準的限制，節電產品的開發在技術上難度更大一些。到目前為止，國內尚無成型的中壓電動機軟起動和節電運行的產品面市。 我國“十五”期間節能計畫中關於“電動機系統節能計畫”指出：電動機是量大面廣的高耗能設備，我國電動機的總裝機容量已達4億kW，年耗電量達6000億kWh，約占工業耗電量的80%。我國各類在役電機中，80%以上為0.55～200kW以下的中小型非同步電動機，其中相當於世界近代技術水準的JO2系列的電動機約占70%，相當於70年代末水準的Y系列電動機不足30%，具有80年代水準的YX系列高效電動機所占的比例則更是微乎其微。我國在役電機拖動系統的總體裝備水準僅相當於發達國家50年代的水準，我國目前製造的電機中僅有5%是高效節能電機，但幾乎全部用於出口。據有關專家估算，由於設計、製造等各種原因，我國電機拖動系統的能源利用效率約比國外低20%左右，總的節能潛力約為1000億kWh，相當於20個裝機容量為1000MW級的大型火力發電廠的年發電總量。改造和更新的費用需要500億元人民幣。可見，如何促進三相非同步電動機經濟運行，是節約能源的一項重要研究課

三相异步电动机软启动器的设计

第2期(总第165期) 2011年4月机械工程与自动化 M ECHAN IC AL EN GIN EERIN G &　A U TO M A T IO N N o.2 Apr. 文章编号:1672-6413(2011)02-0144-02 三相异步电动机软启动器的设计 刘芳霞 (山东经贸职业学院,山东　潍坊　261011) 摘要:三相异步电动机直接启动时,启动电流过大,转矩较小,给用电设备及电网带来了一定的影响。通过采用模糊控制与P LC 相结合的方法实现了电机的软启动,给出了软启动控制系统的硬件设计与软件设计,并用M A T L A B 软件进行实验仿真,实验结果验证了系统的有效性及理论的正确性。关键词:软启动;三相异步电动机;仿真中图分类号: T M 343+ .2 文献标识码: A 收稿日期: 2010-08-31;修回日期: 2010-10-27 作者简介:刘芳霞(1975-),女,山东聊城人,讲师,硕士。 0　引言 三相异步电动机以其低成本、高可靠性和易维护等特点,在电力拖动系统中得到了广泛的应用。但在其直接启动瞬间启动电流大约是额定电流的6倍,带负载启动时甚至达到8倍。大的启动电流会给电网及用电设备带来很大的负面影响,使电网电压产生波动,加速电动机绕组的绝缘老化,大大降低了电动机的使用寿命,导致大量的能量被消耗。针对上述问题,本文设计了一个软启动系统,给出了其硬件设计及软件设计,并通过实验验证了系统的有效性及理论的正确性。1　电机软启动系统结构 三相电动机软启动系统结构图见图1。采用晶闸管反并联电路给电动机定子提供电源,通过控制晶闸管触发角的大小来改变导通角的大小,使电动机电压平稳增加,从而调节电动机定子的端电压,使电动机的启动电流缓慢上升,减少电流对电网及电动机的影响,这一过程称为软启动。软启动的实现方法如下:通过对电路电压、电流的检测,将检测的信号模糊处理,经过A /D 模块转化为数字信号,送入PLC 控制器进行处理,用得到的信号来控制晶闸管的触发角,从而控制电动机的端电压,达到控制启动电流的目的 。 图1　三相电动机软启动结构图 2　软启动控制电路硬件设计 软启动器是一种交流调压装置,在本系统中主要是实现电机的软启动、停机及保护等多种功能。由于PLC 具有可靠性高、抗干扰能力强、功能完善、编程 简单、具有网络通讯功能等特点,所以本系统采用松下电工FP0系列可编程控制器作为主控制器,PLC 结构框图如图2所示。它的主要作用是:将模糊化处理得到的信号经过A /D 模块转化保存在数据寄存器中,

两相步进电机控制系统设计

综合课程设计 题目两相步进电机 学院计信学院 专业10自动化 班级2班 学生姓名 指导教师文远熔 2012 年12 月28 日

两相步进电机课程设计报告 步进电机是一种进行精确步进运动的机电执行元件，它广泛应用于工业机械的数字控制，为使系统的可靠性、通用性、可维护性以及性价比最优，根据控制系统功能要求及步进电机应用环境，确定了设计系统硬件和软件的功能划分，从而实现了基于8051单片机的四相步进电机的开环控制系统。控制系统通过单片机存储器、I/O 接口、中断、键盘、LED 显示器的扩展、步进电机的环形分频器、驱动及保护电路、人机接口电路、中断系统及复位电路、单电压驱动电路等的设计，实现了四相步进电机的正反转，急停等功能。为实现单片机控制步进电机系统在数控机床上的应用，系统设计了两个外部中断，以实现步进电机在某段时间内的反复正反转功能，也即数控机床的刀架自动进给运动，随着单片机技术的不断发展，单片机在日用电子产品中的应用越来越广泛，自六十年代初期以来，步进电机的应用得到很大的提高。人们用它来驱动时钟和其他采用指针的仪器，打印机、绘图仪，磁盘光盘驱动器、各种自动控制阀、各种工具，还有机器人等机械装置。此外作为执行元件，步进电机是机电一体化的关键产品之一，被广泛应用在各种自动化控制系统中，随着微电子和计算机技术的发展，它的需要量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。步进电机是机电数字控制系统中常用的执行元件，由于其精度高、体积小、控制方便灵活，因此在智能仪表和位置控制中得到了广泛的应用，大规模集成电路的发展以及单片机技术的迅速普及，为设计功能强，价格低的步进电机控制驱动器提供了先进的技术和充足的资源。 关键字: 步进电机单片机

三相异步电动机软启动器

. . . . 辽宁工业大学 电力电子技术课程设计（论文）题目：三相异步电动机软启动器 院（系）： 专业班级： 学号： 学生： 指导教师：（签字） 起止时间

. . . . 课程设计（论文）任务及评语 院（系）：电气工程学院教研室：电 气

注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算 摘要 现在传动工程中最常用的就是三相异步电动机。在许多场合，由于其启动特性，这些电机不可以直接连接电源系统。如果直接启动，会产生较高的峰值转矩，这种冲击不但对驱动电机有冲击，而且也会使机械装置受载。而软启动器通过平滑的升高端子电压，可以实现无冲击启动，最佳保护电源系统及电动机。 本文设计的三相异步电动机软启动器主要包括主电路和控制电路两部分。采用电压斜坡软启动，晶闸管脉冲触发，通过对电机启动过程中晶闸管的控制来实现软启动器平滑启动的功能。 关键词：异步电动机；软启动器；晶闸管

目录 第1章绪论 (1) 1.1电力电子技术概况 (1) 1.2本文设计容 (1) 第2章三相异步电动机软启动器电路设计 (2) 2.1三相异步电动机软启动器总体设计方案 (2) 2.2具体电路设计 (3) 2.2.1 主电路设计 (3) 2.2.2 控制电路设计 (4) 2.2.3 触发电路设计 (5) 2.2.4 同步电路设计 (5) 2.2.5 检测电路设计 (6) 2.2.6 保护电路设计 (7) 2.3元器件型号选择 (8) 2.4系统仿真 (9) 2.4.1 MATLAB仿真软件简介 (9) 2.4.2 三相异步电动机软启动器仿真模型建立 (10) 2.4.3 三相异步电动机软启动器仿真波形及数据分析 (10) 第3章课程设计总结 (13) 参考文献 (14)

三相异步电动机的启动方式的设计(DOC)

包头钢铁职业技术学院毕业实践任务书 题目：三相异步电动机的启动方式的设计 班级： 06五年制机电D 姓名：刘伟 指导老师：徐桂岩 完成日期： 2011.3.20 包头钢铁职业技术学院制 2011年3月

包头钢铁职业技术学院毕业实践任务书成绩及评语表

摘要 三相异步电动机的起动电流高达额定电流的5～8倍，对电网造成较大干扰，尤其在工业领域中的重载起动，有时可能对设备安全构成严重威胁。传统的降压起动方式，如星三角起动、自耦变压器起动等，要么起动电流和机械冲击过大，要么体积庞大笨重、损耗大，要么起动力矩小、维修率高等等，都不尽人意。软启动技术不仅实现在整个起动过程中无冲击而平滑地起动电动机，而且可根据电动机负载的特性来调节起动过程中的参数如限流值、起停时间等，以达到最佳的起停状态。 关键词异步电动机；软启动；设计

目录 `1前言 (1) 1.1 软启动的定义 (1) 1.2 软启动器的简单介绍 (1) 1.2.1 软启动器的保护功能 (1) 1.2.2 它与变频器有的区别 (1) 1.2.3 软启动的作用 (2) 1.3 电动机起动方式的选择 (2) 1.4 与传统启动的比较 (2) 1.4.1 软启动器的应用范围 (2) 1.4.2 软启动与传统减压起动方式的不同之处 (2) 2 软启动的基本原理 (4) 2.1 软启动器的优点 (4) 2.2 软启动器的控制接线 (5) 3 软启动电路 (6) 3.1 软启动器的控制原理图 (6) 3.2 硬件设计 (6) 3.3 电压同步信号检测电路 (7) 3.4 触发脉冲形成电路 (8) 4 总结 (10) 致谢 (11) 参考文献 (12)

直流电机控制系统设计

直流电机控制系统设计

XX大学 课程设计 （论文） 题目直流电机控制系统设计 班级 学号 学生姓名 指导教师

沈阳航空航天大学 课程设计任务书 课程名称专业基础课程设计 院（系）自动化学院专业测控技术与仪器 班级学号姓名 课程设计题目直流电机控制系统设计 课程设计时间: 2012年7 月9 日至2012年7 月20 日 课程设计的内容及要求： 1.内容 利用51单片机开发板设计并制作一个直流电机控制系统。系统能够实时控制电机的正转、反转、启动、停止、加速、减速等。 2.要求 （1）掌握直流电机的工作原理及编程方法。 （2）掌握直流电机驱动电路的设计方法。 （3）制定设计方案，绘制系统工作框图，给出系统电路原理图。 （4）用汇编或C语言进行程序设计与调试。 （5）完成系统硬件电路的设计。 （6）撰写一篇7000字左右的课程设计报告。 指导教师年月日 负责教师年月日

学生签字年月日 目录 0 前言 (1) 1 总体方案设计 (2) 1.1 系统方案 (2) 1.2 系统构成 (2) 1.3 电路工作原理 (2) 1.4 方案选择 (3) 2 硬件电路设计 (3) 2.1 系统分析与硬件设计 (3) 2.2 单片机AT89C52 (3) 2.3 复位电路和时钟电路 (4) 2.4 直流电机驱动电路设计 (4) 2.5 键盘电路设计 (4) 3软件设计 (5) 3.1 应用软件的编制和调试 (5) 3.2 程序总体设计 (5) 3.3 仿真图形 (7) 4 调试分析 (9) 5 结论及进一步设想 (9) 参考文献 (10) 课设体会 (11) 附录1 电路原理图 (12) 附录2 程序清单 (13)

(有具体仿真,有各种图)(基于SIMULINK异步电动机软起动控制系统的仿真

第26卷第3期 辽 宁 工 学 院 学 报 V ol.26,No.3 2 0 0 6 年6月 Journal of Liaoning Institute of Technology Jun. 2006 收稿日期：2005-03-14 作者简介：耿大勇(1971-)，男(满族)，辽宁兴城人，副教授，硕士。 基于SIMULINK 异步电动机软起动 控制系统的仿真 耿大勇1，贾 丹2，李振刚1 （1.辽宁工学院 信息科学与工程学院，辽宁 锦州 121001; 2.辽宁工学院 计算机科学与工程学院，辽宁 锦州121001） 摘 要：异步电动机的软起动可控制电动机的起动电压和电流，减少电动机起动过程对电网和负载的冲击，同时保证电动机运行平稳。利用MATLAB 软件中的动态仿真工具Simulink 对采用PI 电流闭环控制的异步电动机软起动系统建模并进行了实例仿真。仿真结果和实验结果吻合较好，证明仿真方法是正确、有效的。 关键词：异步电动机；软起动；仿真；Simulink 中图分类号：TP391.9 文献标识码：A 文章编号：1005-1090(2006)03-0141-04 Simulation of Soft Starting Control System for Asynchronous Motor Based on SIMULINK GENG Da-yong 1, JIA Dan 2, LI Zhen-gang 1 （https://www.wendangku.net/doc/cf14756206.html,rmation Science & Engineering College, Liaoning Institute of Technology, Jinzhou 121001, China https://www.wendangku.net/doc/cf14756206.html,puter Science & Engineering College, Liaoning Institute of Technology, Jinzhou 121001, China) Key words: asynchronous motor; soft starting; simulation; Simulink Abstract: By using soft starting , the starting voltage and starting current of asynchronous motor can be controlled, the impact on electric power system and load during the startup can be reduced, and also enables asynchronous motor to rotate steadily. The simulation model of soft starting system by using PI current closed loop control for asynchronous motor was established based on MATLAB/Simulink and simulation was carried out through actual example. The simulation results were close to the experimental ones, which verified the correctness and validity of the simulation method. 近年来，随着电力电子技术和计算机控制技术的飞速发展，国内外都十分重视三相异步电动机软起动控制系统的研究和开发[1,2]。软起动控制旨在降压以限制电机起动电流，减小起动电流对电网的冲击，也达到了节能的目的。目前软起动方式很多，如液阻软起动、磁控软起动、晶闸管软起动等，从起动时间、控制方式的节能效果等多方面综合比较，以晶闸管软起动方式最优，代表着软起动的发展方向。但目前关于异步电动机软起动控制系统仿真的文献较少，本文借助于MATLAB 软件的动态 仿真工具Simulink 来构建异步电动机软起动控制系统的仿真模型并进行了实例仿真，建模过程简便直观，仿真过程中通过改变参数可随时观察系统的动态变化情况，最后进行了实验验证。 1 异步电动机软起动控制系统结构 三相异步电动机软起动的主电路如图1所示。该系统将三组反并联的晶闸管串接在电动机的三相电路上，在电动机起动过程中通过控制晶闸管触发角的大小，使电动机起动电流根据工作要求所设

三相异步电动机启动方法的选择比较

1、直接启动 直接启动的优点是所需设备少，启动方式简单，成本低。电动机直接启动的电流是正常运行的5倍左右，理论上来说，只要向电动机提供电源的线路和变压器容量大于电动机容量的5倍以上的，都可以直接启动。这一要求对于小容量的电动机容易实现，所以小容量的电动机绝大部分都是直接启动的，不需要降压启动。对于大容量的电动机来说，一方面是提供电源的线路和变压器容量很难满足电动机直接启动的条件，另一方面强大的启动电流冲击电网和电动机，影响电动机的使用寿命，对电网不利，所以大容量的电动机和不能直接启动的电动机都要采用降压启动。 直接启动可以用胶木开关、铁壳开关、空气开关（断路器）等实现电动机的近距离操作、点动控制，速度控制、正反转控制等，也可以用限位开关、交流接触器、时间继电器等实现电动机的远距离操作、点动控制、速度控制、正反转控制、自动控制等。 2、用自偶变压器降压启动 采用自耦变压器降压启动，电动机的启动电流及启动转矩与其端电压的平方成比例降低，相同的启动电流的情况下能获得较大的启动转。如启动电压降至额定电压的65％，其启动电流为全压启动电流的42％，启动转矩为全压启动转矩的42%。 自耦变压器降压启动的优点是可以直接人工操作控制，也可以用交流接触器自动控制，经久耐用，维护成本低，适合所有的空载、轻载启动异步电动机使用，在生产实践中得到广泛应用。缺点是人工操作要配置比较贵的自偶变压器箱（自偶补偿器箱），自动控制要配置自偶变压器、交流接触器等启动设备和元件。 3、Y－△降压启动 定子绕组为△连接的电动机，启动时接成Y，速度接近额定转速时转为△运行，采用这种方式启动时，每相定子绕组降低到电源电压的58％，启动电流为直接启动时的33％，启动转矩为直接启动时的33％。启动电流小，启动转矩小。 Y－△降压启动的优点是不需要添置启动设备，有启动开关或交流接触器等控制设备就可以实现，缺点是只能用于△连接的电动机，大型异步电机不能重载启动。 4、转子串电阻启动 绕线式三相异步电动机，转子绕组通过滑环与电阻连接。外部串接电阻相当于转子绕组的内阻增加了，减小了转子绕组的感应电流。从某个角度讲，电动机又像是一个变压器，二次电流小，相当于变压器一次绕组的电动机励磁绕组电流就相应减小。根据电动机的特性，转子串接电阻会降低电动机的转速，提高转动力矩，有更好的启动性能。 在这种启动方式中，由于电阻是常数，将启动电阻分为几级，在启动过程中逐级切除，可以获取较平滑的启动过程。 根据上述分析知：要想获得更加平稳的启动特性，必须增加启动级数，这就会使设备复杂化。采用了在转子上串频敏变阻器的启动方法，可以使启动更加平稳。 频敏变阻器启动原理是：电动机定子绕组接通电源电动机开始启动时，由于串接了频敏变阻器，电动机转子转速很低，启动电流很小，故转子频率较高， f2≈f1，频敏变阻器的铁损很大，随着转速的提升，转子电流频率逐渐降低，电

基于Matlab永磁同步电机控制系统的仿真建模_李三东

第3卷第2期 2004年4月 江南大学学报(自然科学版) Journal of Southern Yangtze University(Natural Science Edition) Vol.3 No.2Apr. 2004 文章编号:1671-7147(2004)02-0115-06 收稿日期:2003-10-09; 修订日期:2003-11-06. 基金项目:教育部重点科技项目(03085)资助课题. 作者简介:李三东(1979-),男,安徽无为人,控制理论与控制工程专业硕士研究生. 纪志成(1959-),男,浙江杭州人,工学博士,教授,硕士生导师.主要从事电力电子与电气传动的研究. 基于Matlab 永磁同步电机控制系统的仿真建模 李三东, 薛花, 纪志成 (江南大学通信与控制工程学院,江苏无锡214036) 摘 要:在分析永磁同步电机(PMSM)数学模型的基础上,提出了PMSM 控制系统仿真建模的新方法.在Matlab/Simulink 中,建立独立的功能模块:P MSM 本体模块、矢量控制模块、电流滞环控制模块、速度控制模块等,同时进行功能模块的有机整合,搭建P MSM 控制系统的仿真模型.系统采用双闭环控制:速度环采用PI 控制,电流环采用滞环电流控制.仿真结果证明了该方法的有效性,同时该模型也适用于验证其他控制算法的合理性,为实际电机控制系统的设计和调试提供了新的思路. 关键词:永磁同步电机;仿真建模;Matlab;矢量控制中图分类号:TM 341 文献标识码:A Modeling and Simu lation of PMS M Control System Based on Matlab LI San -dong, XUE Hua, JI Zh-i cheng (School of Communication and Control Engineering,Southern Yangtze University ,Wuxi 214036,China) Abstract:Based on the mathema tical model of the permanen-t magnet synchronous -motor (PMSM),a novel method for modeling and simulation of PMSM syste m in Matlab had been proposed.In Matlab/Simulink,the independent functional blocks and such as PMSM bloc k,vector controller block,hysteresis current controller block and speed controller,ect.,had been modeled.By the organic combination of these blocks,the model of PMSM could be easily established.In the double loop of control system,a PI controller was adopted in the speed loop and a hysteresis current controller was adopted in the current loop.The reasonability and validity had been testified by the simulation results.The novel method offers a ne w platform for designing and debug -ging actual motors. Key words:permanen-t magnet synchronous -motor (PMSM);modeling and simulation;Matlab;vector c ontrol 随着电力电子技术、微电子技术、新型电机控制理论和稀土永磁材料的快速发展,永磁同步电机(PMSM)得以迅速推广应用.P MSM 以其体积小、性能好、结构简单、可靠性高、输出转矩大等特点,得到了越来越广泛的应用和重视[1~3].随着PMSM 应 用领域的不断拓宽,对电机控制系统的设计要求也越来越高,既要考虑成本低廉、控制算法合理,又需 兼顾控制性能好、开发周期短等特点.因此,如何建立有效的P MSM 控制系统的仿真模型成为电机控制算法设计人员迫切需要解决的关键问题[4~6].

三相异步电动机软启动装置设计

三相异步电动机软启动装置设计 考生姓名：XXXXXXX 准考证号：XXXXXXXXXX 专业层次：XXXXXXX 院（系）：XXXXXXXXXXXX 指导教师：XXXXXXX 职称：XXXXXXX 二O一二年七月二十日

三相异步电动机软启动装置设计 考生姓名：XXXXXXXX 准考证号：XXXXXXXXXXXXXX 专业层次：XXXXXXXXXXX 指导教师：XXXXXXXX 院（系）：XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 二O一二年七月二十日

摘要 三相异步电动机因具有结构简单、制造方便、运行可靠、价格低廉等优点，而广泛应用在工业、农业、交通运输业、国防工业以及其他各行各业中。但它也有明显的缺点，那就是起动转矩小，起动电流过大。这种情况对电机本身及周围电网都有非常不利的影响。为了减小异步电动机起动过程中对电网的冲击、消除传统降压起动设备的有级触点控制对异步电动机的冲击、改善异步电动机的起动特性，本文对基于单片机控制的晶闸管调压软起动器进行讨论。 本文首先阐述了软起动器晶闸管调压电路(即主电路)的工作原理，主要是基于晶闸管的三相异步电动机软启动器主电路设计和触发电路设计。然后是对电动机软启动器模式的设计，但主要还是软起动器的硬件电路设计。 本文设计的软起动器操作方便简单，能够使电机顺利起动。使之能达到了改善三相异步电动机起动性能的要求。在满足异步电动机起动转矩要求及降低起动电流的前提下，使电机能够平稳可靠起动。 关键词：异步电动机，晶闸管，软启动

Three phase asynchronous motor soft start device design ABSTRACT The three-phase asynchronous motor because of its simple structure, convenient manufacture, reliable operation, low price and the like, and is widely applied in industry, agriculture, transportation, defense industry and other industries. But it also has obvious shortcomings, the starting torque is small, large starting current. This situation on the motor itself and the surrounding network has very adverse effect. In order to reduce the asynchronous motor starting process of the impact of power grid, the elimination of the traditional step-down start equipment with level control for asynchronous motor to improve impact, induction motor, this paper based on single-chip microcomputer controlled thyristor voltage soft starter were discussed. This article first elaborated the soft starter thyristor voltage regulating circuit (i.e., working principle, main circuit) is mainly based on thyristor three-phase asynchronous motor soft starter the design of main circuit and trigger circuit design. The electric motor soft starter in model design, but mainly the hardware circuit design of soft starter. In this paper, the design of the soft starter of convenient and simple

直流电机控制系统设计.

XX大学 课程设计 （论文） 题目直流电机控制系统设计 班级 学号 学生姓名

指导教师 航空航天大学 课程设计任务书 课程名称专业基础课程设计 院（系）自动化学院专业测控技术与仪器 班级学号 课程设计题目直流电机控制系统设计 课程设计时间: 2012年7月9日至2012年7月20日 课程设计的容及要求： 1.容 利用51单片机开发板设计并制作一个直流电机控制系统。系统能够实时控制电机的正转、反转、启动、停止、加速、减速等。 2.要求 （1）掌握直流电机的工作原理及编程方法。 （2）掌握直流电机驱动电路的设计方法。 （3）制定设计方案，绘制系统工作框图，给出系统电路原理图。 （4）用汇编或C语言进行程序设计与调试。 （5）完成系统硬件电路的设计。 （6）撰写一篇7000字左右的课程设计报告。

指导教师年月日 负责教师年月日 学生签字年月日 目录 0 前言1 1 总体方案设计2 1.1 系统方案2 1.2 系统构成2 1.3 电路工作原理2 1.4 方案选择3 2 硬件电路设计3 2.1 系统分析与硬件设计3 2.2 单片机AT89C523 2.3 复位电路和时钟电路4 2.4 直流电机驱动电路设计4 2.5 键盘电路设计4 3软件设计5 3.1 应用软件的编制和调试5 3.2 程序总体设计5

3.3 仿真图形7 4 调试分析9 5 结论及进一步设想9参考文献10 课设体会11 附录1 电路原理图12附录2 程序清单13

直流电机调速系统设计 XXXXX大学自动化学院 摘要：本篇论文介绍了基于单片机的直流电机PWN调速的基本办法，直流电机调速的相关知识以及PWM调速的基本原理和实现方法。重点介绍了基于MCS-51单片机的用软件产生PWM信号以及信号占空比调节的方法。对于直流电机速度控制系统的实现提供了一种有效的途径。 直流电动机具有优良的调速特性，调速平滑，方便，调速围广，过载能力大，能承受频繁的冲击负载，可实现频繁的无级快速起动、制动和反转；能满足生产过程中自动化系统各种不同的特殊运行要求。电动机调速系统采用微机实现自动控制，是电气传动发展的主要方向之一。采用微机控制后，整个调速系统体积小，结构简单、可靠性高、操作维护方便，电动机稳态运转时转速精度可达到较高水平，静动态各项指标均能较好地满足工业生产中高性能电气传动的要求。 关键词：单片机最小系统；PWM ；直流电机调速; 0 前言 电动机作为最主要的机电能量转换装置，其应用围已遍及国民经济的各个领域和人们的日常生活。无论是在工农业生产，交通运输，国防，航空航天，医疗卫生，商务和办公设备中，还是在日常生活的家用电器和消费电子产品（如电冰箱，空调，DVD等）中，都大量使用着各种各样的电动机。据资料显示，在所有动力资源中，百分之九十以上来自电动机。同样，我国生产的电能中有百分之六十是用于电动机的。电动机与人的生活息息相关，密不可分。电气时代，电动机的调速控制一般采用模拟法，对电动机的简单控制应用比较多。简单控制是指对电动机进行启动，制动，正反转控制和顺序控制。然而近年来，随着技术的发展和进步，以及市场对产品功能和性能的要求不断提高，直流电动机的应用更加广泛，尤其是在智能机器人中的应用。直流电动机的起动和调速性能、过载能力强等特点显得十分重要，为了能够适应发展的要求，单闭环直流电动机的调速控制系统得到了很大的发展。而作为单片嵌入式系统的核心—单片机，正朝着多功能、多选择、高速度、低功耗、低价格、大存储容量和强I/O功能等方向发展。随着计算机档次的不断提高，功能的不断完善，单片机已越来越广泛地应用在各种领域的控制、自动化、智能化等方面，特别是在直流电动机的调速控制系统中。这是因为单片机具有很多优点：体积小，功能全，抗干扰能力强，可靠性高，结构合理，指令丰富，控制功能强，造价低等。所以选用单片机作为控制系统的核心以提高整个系统的可靠性和可行性。