基于DSP的分级变频软起动器的研究

发布时间：2017-10-06 04:21

  本文关键词：基于DSP的分级变频软起动器的研究

  更多相关文章： 异步电动机 软起动器 晶闸管 分级变频 功率因数角

【摘要】：异步电动机软起动的研究,是近年来人们对电动机起动研究的一个重要方面。由于传统的软起动是将晶闸管触发角的大小按一定的规律去改变,以此去减小电动机的输入电压,将电动机的起动电流以及起动转矩同时降低,从而无法实现重载起动。虽然变频器对于电动机的起动效果好,但是由于其成本投入大,仅用于电动机的起动是不经济的。针对以上出现的问题,本文利用晶闸管斩波技术,采用了一种新方案,即分级变频软起动技术。在不增加成本的情况下,通过对工频半波的通断控制,达到改变电压和频率的目的,满足电动机对起动电流和起动转矩的要求。本文以分级变频理论为依据,通过对各级子频率进行数学分析找出子频率与原始信号相位角之间的关系。并且通过对理论以及仿真的研究,计算出了能使电动机达到最大电磁转矩的最优触发角和最佳的相位角组合。本文的分级变频软起动形式提出分四级起动,并且能够保证在各个子频率下都可以是最优的正序电压组合和实现启动转矩最大化。通过对电动机在软起动调压过程中产生电流振荡的分析,并且为了使在起动中电磁转矩和电流脉动得到抑制,我们提出了电动机分级变频软起动控制器中在二分频到工频期间实施电动机功率因数角闭环控制的观点。通过分级变频软起动器的建模和仿真实验,并与传统软起动方式进行对比,验证了分级变频软起动在重载起动方面所具有的优势。根据理论的分析和仿真结果,研制了分级变频软起动器实验样机,实验结果表明,分级变频软起动器可以减小起动电流,增大起动转矩,而且其控制效果好,验证了设计电路的正确性和可实施性。
【关键词】：异步电动机 软起动器 晶闸管 分级变频 功率因数角
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM573
【目录】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-8
• 1 绪论8-13
• 1.1 引言8
• 1.2 交流异步电动机起动装置的分类和特点8-10
• 1.3 异步电动机软起动器研究现状10
• 1.4 分级变频原理概述10-11
• 1.5 本文的主要工作11-13
• 2 三相异步电动机的起动特性和传统软起动器13-21
• 2.1 异步电动机起动特性13-15
• 2.1.1 等效电路13
• 2.1.2 初始转矩特性13-15
• 2.1.3 起动电流特性15
• 2.2 传统软起动器15-21
• 2.2.1 传统软起动器控制方式16-19
• 2.2.2 传统软起动器停车控制方式19
• 2.2.3 传统软起动器运行控制方式19-21
• 3 分级变频控制方式的研究21-41
• 3.1 变频起动法的基本原理21
• 3.2 单相分频原理21-23
• 3.3 三相分频原理23-26
• 3.4 相位最优组合选择方法26-29
• 3.5 分级变频频率切换过程的研究29-31
• 3.5.1 最低频率的选择29-30
• 3.5.2 中间频率的选择30-31
• 3.5.3 频率等级的切换31
• 3.6 各级子频率触发角的计算31-35
• 3.7 电动机分级变频软起动的控制方法35-40
• 3.7.1 分级变频控制35-36
• 3.7.2 基于功率因数角反馈的软起动方法36-40
• 3.8 本章小结40-41
• 4 分级变频软起动的仿真实验41-50
• 4.1 分级变频软起动的仿真模型41-46
• 4.1.1 三相电源模块42
• 4.1.2 晶闸管组模块42-43
• 4.1.3 各级子频率触发角模块和率脉冲发生模块43-44
• 4.1.4 同步脉冲发生器模块44
• 4.1.5 旁路接触器模块44-45
• 4.1.6 功率因数角反馈模块45
• 4.1.7 电动机模块及测量显示仿真模块45-46
• 4.2 分级变频软起动的仿真结果分析46-49
• 4.2.1 电动机直接起动和斜坡电压起动的仿真结果图46-48
• 4.2.2 电动机分级变频软起动的仿真结果图48-49
• 4.3 本章小结49-50
• 5 分级变频软起动器的硬件设计50-60
• 5.1 分级变频软起动器系统的硬件总体设计50-53
• 5.1.1 系统结构50-51
• 5.1.2 主电路的确定51-53
• 5.1.3 处理器模块的简介53
• 5.2 分级变频软起动系统的具体电路设计53-59
• 5.2.1 电源电路53-54
• 5.2.2 同步检测和相序判断电路54-55
• 5.2.3 电流同步检测电路55-56
• 5.2.4 电压检测电路56
• 5.2.5 电流检测电路56-57
• 5.2.6 晶闸管截止检测电路57-58
• 5.2.7 晶闸管脉冲驱动电路58
• 5.2.8 接触器控制电路58-59
• 5.3 本章小结59-60
• 6 分级变频软起动器的软件设计60-65
• 6.1 系统总体程序设计60
• 6.2 系统运行各部分各模块软件设计60-64
• 6.2.1 系统初始化程序设计60-61
• 6.2.2 系统自检程序设计61
• 6.2.3 A/D采样程序61-62
• 6.2.4 功率因数角检测程序62-63
• 6.2.5 分级变频软起动的软件设计63
• 6.2.6 软件和硬件抗干扰措施63-64
• 6.3 本章小结64-65
• 7 实验结果测试分析65-72
• 7.1 分级变频软起动实验装置的介绍65
• 7.2 实验结果分析65-72
• 8 结论与展望72-74
• 8.1 结论72
• 8.2 展望72-74
• 致谢74-75
• 参考文献75-78
• 附录78

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 孙兰;软起动器的应用[J];化工设备与防腐蚀;2001年04期

2 ;软起动器基础[J];电工技术;2001年10期

3 张贞一;软起动器与自耦调压起动器性能比较[J];山西煤炭;2002年04期

4 张贞一;;软起动器与自耦调压起动器性能比较[J];机电国际市场;2002年12期

5 范相林;浅谈软起动器在水电厂泵控制中的应用[J];自动化博览;2003年06期

6 陈昱;软起动器的性能及应用[J];电气时代;2004年05期

7 ;《软起动器的原理、应用和选用手册》 征订启事[J];低压电器;2005年07期

8 黄国会;;软起动器在沥青拌机中的应用[J];大众科技;2006年07期

9 张建会;;电动机软起动器的应用[J];自动化博览;2006年02期

10 Peter Costell;;对于星形三角起动器的理性选择[J];电气制造;2006年10期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 韩永清;;内置旁路型软起动器的替代性[A];中国电工技术学会低压电器专业委员会第十三届学术年会论文集[C];2007年

2 骆廷;袁碧波;;高压电子软起动器的技术特点[A];2009全国大型泵站更新改造研讨暨新技术、新产品交流大会论文集[C];2009年

3 孟凡伟;王一夫;王延林;王琳利;;软起动器在抽真空系统中的应用[A];全国冶金自动化信息网2010年年会论文集[C];2010年

4 王栋;刘利;;电动机软起动器电路结构和控制方式研究[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集（一）[C];2007年

5 阎超;石新春;;基于分级变频理论软起动器的原理研究与仿真[A];中国高等学校电力系统及其自动化专业第二十四届学术年会论文集（下册）[C];2008年

6 贺敬杰;;软起动器在钢厂中的应用[A];全国冶金自动化信息网2013年会论文集[C];2013年

7 李召前;;电动机软起动器浅析[A];全国冶金自动化信息网2013年会论文集[C];2013年

8 郭荣祥;洪艳;耿秀明;;采用分级变频的斩波式软起动器研究[A];自动化技术与冶金流程节能减排——全国冶金自动化信息网2008年会论文集[C];2008年

9 李占滨;郭瑜娟;;软起动器在煤气洗涤泵站的应用[A];2009年河北省冶金学会炼铁技术暨学术年会论文集[C];2009年

10 郭荣祥;王彦庆;洪艳;;斩波式软起动器的研究[A];中国计量协会冶金分会2007年会论文集[C];2007年

中国重要报纸全文数据库 前6条

1 本报记者 崔宏薇;一枝独秀 和平笑傲国内高压软起动器市场[N];机电商报;2006年

2 记者 何迪 通讯员 王沁 彭久安;德瑞克软起动器竣工投产[N];孝感日报;2007年

3 本报记者 赵敏;借力索肯“和平鸽”2005年展翅高飞[N];机电商报;2005年

4 蒋卫群;BOPET生产线粉碎机软起动器烧毁原因分析[N];中国包装报;2010年

5 王智堂;软起动技术在铝电解多功能天车上的应用[N];中国有色金属报;2005年

6 中国铝业山西分公司 王郁红;智能马达控制器在工业中的应用[N];山西科技报;2004年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 钟明;软起动器的控制方式及其工程应用[D];华南理工大学;2013年

2 张陈斌;基于电压空间矢量的软起动器研究[D];陕西科技大学;2015年

3 王刚;基于DSP的分级变频软起动器的研究[D];西安科技大学;2015年

4 张宏达;交流电动机高压软起动器的研究[D];天津大学;2014年

5 乔江;基于DSP的分级变频软起动器的研究与设计[D];西安科技大学;2016年

6 赵江球;软起动器的设计与仿真[D];南昌大学;2009年

7 韩晓东;基于模糊控制的、汉化界面的交流电动机电子软起动器[D];西安理工大学;2003年

8 王文龙;智能型电机软起动器的研制[D];武汉理工大学;2007年

9 白云娟;交流电动机软起动器分析与设计[D];苏州大学;2007年

10 石兆元;矿用隔爆型智能软起动器的研究[D];辽宁工程技术大学;2007年

，

本文编号：980688