本文關(guān)鍵詞：基于DSP的分級(jí)變頻軟起動(dòng)器的研究

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【摘要】：異步電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)的研究,是近年來(lái)人們對(duì)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)研究的一個(gè)重要方面。由于傳統(tǒng)的軟起動(dòng)是將晶閘管觸發(fā)角的大小按一定的規(guī)律去改變,以此去減小電動(dòng)機(jī)的輸入電壓,將電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流以及起動(dòng)轉(zhuǎn)矩同時(shí)降低,從而無(wú)法實(shí)現(xiàn)重載起動(dòng)。雖然變頻器對(duì)于電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)效果好,但是由于其成本投入大,僅用于電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)是不經(jīng)濟(jì)的。針對(duì)以上出現(xiàn)的問(wèn)題,本文利用晶閘管斬波技術(shù),采用了一種新方案,即分級(jí)變頻軟起動(dòng)技術(shù)。在不增加成本的情況下,通過(guò)對(duì)工頻半波的通斷控制,達(dá)到改變電壓和頻率的目的,滿足電動(dòng)機(jī)對(duì)起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的要求。本文以分級(jí)變頻理論為依據(jù),通過(guò)對(duì)各級(jí)子頻率進(jìn)行數(shù)學(xué)分析找出子頻率與原始信號(hào)相位角之間的關(guān)系。并且通過(guò)對(duì)理論以及仿真的研究,計(jì)算出了能使電動(dòng)機(jī)達(dá)到最大電磁轉(zhuǎn)矩的最優(yōu)觸發(fā)角和最佳的相位角組合。本文的分級(jí)變頻軟起動(dòng)形式提出分四級(jí)起動(dòng),并且能夠保證在各個(gè)子頻率下都可以是最優(yōu)的正序電壓組合和實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩最大化。通過(guò)對(duì)電動(dòng)機(jī)在軟起動(dòng)調(diào)壓過(guò)程中產(chǎn)生電流振蕩的分析,并且為了使在起動(dòng)中電磁轉(zhuǎn)矩和電流脈動(dòng)得到抑制,我們提出了電動(dòng)機(jī)分級(jí)變頻軟起動(dòng)控制器中在二分頻到工頻期間實(shí)施電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)角閉環(huán)控制的觀點(diǎn)。通過(guò)分級(jí)變頻軟起動(dòng)器的建模和仿真實(shí)驗(yàn),并與傳統(tǒng)軟起動(dòng)方式進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了分級(jí)變頻軟起動(dòng)在重載起動(dòng)方面所具有的優(yōu)勢(shì)。根據(jù)理論的分析和仿真結(jié)果,研制了分級(jí)變頻軟起動(dòng)器實(shí)驗(yàn)樣機(jī),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,分級(jí)變頻軟起動(dòng)器可以減小起動(dòng)電流,增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩,而且其控制效果好,驗(yàn)證了設(shè)計(jì)電路的正確性和可實(shí)施性。
【關(guān)鍵詞】：異步電動(dòng)機(jī) 軟起動(dòng)器 晶閘管 分級(jí)變頻 功率因數(shù)角
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM573
【目錄】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-8
• 1 緒論8-13
• 1.1 引言8
• 1.2 交流異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置的分類和特點(diǎn)8-10
• 1.3 異步電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)器研究現(xiàn)狀10
• 1.4 分級(jí)變頻原理概述10-11
• 1.5 本文的主要工作11-13
• 2 三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)特性和傳統(tǒng)軟起動(dòng)器13-21
• 2.1 異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)特性13-15
• 2.1.1 等效電路13
• 2.1.2 初始轉(zhuǎn)矩特性13-15
• 2.1.3 起動(dòng)電流特性15
• 2.2 傳統(tǒng)軟起動(dòng)器15-21
• 2.2.1 傳統(tǒng)軟起動(dòng)器控制方式16-19
• 2.2.2 傳統(tǒng)軟起動(dòng)器停車控制方式19
• 2.2.3 傳統(tǒng)軟起動(dòng)器運(yùn)行控制方式19-21
• 3 分級(jí)變頻控制方式的研究21-41
• 3.1 變頻起動(dòng)法的基本原理21
• 3.2 單相分頻原理21-23
• 3.3 三相分頻原理23-26
• 3.4 相位最優(yōu)組合選擇方法26-29
• 3.5 分級(jí)變頻頻率切換過(guò)程的研究29-31
• 3.5.1 最低頻率的選擇29-30
• 3.5.2 中間頻率的選擇30-31
• 3.5.3 頻率等級(jí)的切換31
• 3.6 各級(jí)子頻率觸發(fā)角的計(jì)算31-35
• 3.7 電動(dòng)機(jī)分級(jí)變頻軟起動(dòng)的控制方法35-40
• 3.7.1 分級(jí)變頻控制35-36
• 3.7.2 基于功率因數(shù)角反饋的軟起動(dòng)方法36-40
• 3.8 本章小結(jié)40-41
• 4 分級(jí)變頻軟起動(dòng)的仿真實(shí)驗(yàn)41-50
• 4.1 分級(jí)變頻軟起動(dòng)的仿真模型41-46
• 4.1.1 三相電源模塊42
• 4.1.2 晶閘管組模塊42-43
• 4.1.3 各級(jí)子頻率觸發(fā)角模塊和率脈沖發(fā)生模塊43-44
• 4.1.4 同步脈沖發(fā)生器模塊44
• 4.1.5 旁路接觸器模塊44-45
• 4.1.6 功率因數(shù)角反饋模塊45
• 4.1.7 電動(dòng)機(jī)模塊及測(cè)量顯示仿真模塊45-46
• 4.2 分級(jí)變頻軟起動(dòng)的仿真結(jié)果分析46-49
• 4.2.1 電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)和斜坡電壓起動(dòng)的仿真結(jié)果圖46-48
• 4.2.2 電動(dòng)機(jī)分級(jí)變頻軟起動(dòng)的仿真結(jié)果圖48-49
• 4.3 本章小結(jié)49-50
• 5 分級(jí)變頻軟起動(dòng)器的硬件設(shè)計(jì)50-60
• 5.1 分級(jí)變頻軟起動(dòng)器系統(tǒng)的硬件總體設(shè)計(jì)50-53
• 5.1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)50-51
• 5.1.2 主電路的確定51-53
• 5.1.3 處理器模塊的簡(jiǎn)介53
• 5.2 分級(jí)變頻軟起動(dòng)系統(tǒng)的具體電路設(shè)計(jì)53-59
• 5.2.1 電源電路53-54
• 5.2.2 同步檢測(cè)和相序判斷電路54-55
• 5.2.3 電流同步檢測(cè)電路55-56
• 5.2.4 電壓檢測(cè)電路56
• 5.2.5 電流檢測(cè)電路56-57
• 5.2.6 晶閘管截止檢測(cè)電路57-58
• 5.2.7 晶閘管脈沖驅(qū)動(dòng)電路58
• 5.2.8 接觸器控制電路58-59
• 5.3 本章小結(jié)59-60
• 6 分級(jí)變頻軟起動(dòng)器的軟件設(shè)計(jì)60-65
• 6.1 系統(tǒng)總體程序設(shè)計(jì)60
• 6.2 系統(tǒng)運(yùn)行各部分各模塊軟件設(shè)計(jì)60-64
• 6.2.1 系統(tǒng)初始化程序設(shè)計(jì)60-61
• 6.2.2 系統(tǒng)自檢程序設(shè)計(jì)61
• 6.2.3 A/D采樣程序61-62
• 6.2.4 功率因數(shù)角檢測(cè)程序62-63
• 6.2.5 分級(jí)變頻軟起動(dòng)的軟件設(shè)計(jì)63
• 6.2.6 軟件和硬件抗干擾措施63-64
• 6.3 本章小結(jié)64-65
• 7 實(shí)驗(yàn)結(jié)果測(cè)試分析65-72
• 7.1 分級(jí)變頻軟起動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置的介紹65
• 7.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析65-72
• 8 結(jié)論與展望72-74
• 8.1 結(jié)論72
• 8.2 展望72-74
• 致謝74-75
• 參考文獻(xiàn)75-78
• 附錄78

【相似文獻(xiàn)】

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