十二边形空间电压矢量软启动器控制算法研究

发布时间：2018-06-15 02:47

本文选题：非线性 + 软启动器　；参考：《陕西科技大学》2017年硕士论文

【摘要】：三相异步电动机有着运行稳定可靠、易于维护、构造简单等优良性能,在工矿业生产和生活中占主要地位。然而异步电动机在直接启动过程中存在着启动电流大,启动转矩小的缺点,这些缺陷不仅限制了它的应用范围,也带来了电网电压降低、影响其他设备的正常工作等问题。解决这一问题的常用方法是使用软启动器,它可以调节大中型异步电动机的启动电压和电流,减轻危害程度。软启动器控制策略有很多种,但归根结底都离不开对异步电动机内部电压和电流的分析。通过建立稳态和动态的数学模型,定性的分析出异步电动机的电压和电流关系对于优化控制有着重要的作用。本文以低压软启动器为研究对象,提出了一种交交变频实现的非线性十二边形空间电压矢量软启动方案。导通和关断均可控的全控器件IGBT作为功率开关器件,通过控制IGBT器件的导通与关断,调整异步电动机定子电压电流,使电动机工作在两相和三相交替导通的状态下,直至启动完成。在此过程中,定子电压频率从预设频率点按控制策略升高到工频完成启动。为达到理想的启动效果,本文利用波形分析法给出分频启动策略即13、7、4、1分频,同时采用分段解析法,给出了某些典型运行状态的动态数学模型,尤其是重点状态下的定子电流方程,由此可以反映异步电动机软启动过程中的机电特性。作为对比,本文还对半控器件即晶闸管控制下的非线性六边形空间电压矢量软启动的动态模型进行简单推导分析,给出了在此状况下定子电压两相交替运行的可行性分析和电动机工作在两相电源通电状态时的优缺点。本文在非线性六边形法的基础上进一步完善了空间电压矢量软启动控制策略,仿真证明该方案能够进一步降低电动机启动过程中的电流,提高了启动转矩,并明显改善了电动机运行的平稳性。本文重点研究了以下几方面的问题。1)三相异步电动机的等效电路和基本推导公式。这一部分阐述了异步电动机启动转矩、启动电流与转速之间的特性,还介绍了几种异步电动机的数学模型分析方法。重点分析了坐标变换法在异步电动机动态分析中的优势、空间电压矢量的基本原理,并推导出dq0坐标下的状态表达式,同时建立Simulink的数值仿真电路。2)提出非线性十二边形空间电压矢量软启动控制策略,并给出详细实现过程。然后通过解析法建立了非线性十二边形启动过程的动态数学模型,并推导出各个阶段磁链的变化情况。由于启动过程中存在分频点多,导致的动态分析工作量大,且不同频率下有些状态特性重复,没有全部分析的必要,所以文中仅给出四个典型状态的建模与推导过程。3)建立了非线性六边形空间电压矢量软启动策略中一种典型状态下的动态数学模型,得出电流电压的变化特性。然后对两相电源供电条件下电动机运行的不对称性进行了分析,得到电动机缺相运行的特点,进一步得出两相启动的可行性。
[Abstract]:This paper presents a nonlinear twelve - edge space voltage vector soft start - up scheme based on non - linear hexagonal method , which can regulate the voltage and current of asynchronous motor .
【学位授予单位】：陕西科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TM343

【参考文献】