本文關(guān)鍵詞：基于IGBT的軟啟動(dòng)器研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：大功率異步電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)時(shí),其起動(dòng)電流一般會(huì)達(dá)到額定電流的4-7倍甚至更高,過(guò)大的電流會(huì)產(chǎn)生大量的焦耳熱致使電動(dòng)機(jī)溫度過(guò)高,加速電動(dòng)機(jī)老化甚至燒毀電動(dòng)機(jī)。同時(shí)過(guò)大的電流會(huì)引起電網(wǎng)電壓驟降,嚴(yán)重影響電網(wǎng)其他用電設(shè)備的正常工作。常規(guī)軟啟動(dòng)器在降低起動(dòng)電流的同時(shí)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也減小了,使用場(chǎng)合受到限制。在國(guó)家自然基金項(xiàng)目(51577110)的經(jīng)費(fèi)支持下,本文以降低電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流、提高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為目標(biāo),以空間電壓矢量原理為理論基礎(chǔ),研究新型軟啟動(dòng)器的控制策略。在六邊形空間電壓矢量的基礎(chǔ)上,研究十二邊形空間電壓矢量磁鏈軌跡控制策略；利用全控器件IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)的關(guān)斷可控特性設(shè)計(jì)電路,實(shí)現(xiàn)磁鏈軌跡控制和電動(dòng)機(jī)分頻起動(dòng)。主要工作可總結(jié)如下幾個(gè)方面。(1)軟啟動(dòng)控制策略的分析在比較各種現(xiàn)有軟啟動(dòng)控制方法的基礎(chǔ)上,應(yīng)用空間電壓矢量理論,采用全控器件IGBT設(shè)計(jì)軟啟動(dòng)器的主電路,提出基于空間電壓矢量的十二邊形磁鏈軌跡控制策略。選擇電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)的分頻頻率；采用波形分析的方法找出各分頻電壓矢量分布情況,得到IGBT導(dǎo)通與關(guān)斷時(shí)刻；計(jì)算各分頻參數(shù),分析并制訂了基于IGBT的軟啟動(dòng)器的分頻頻率組合方案；進(jìn)行了諧波分析。(2)軟啟動(dòng)過(guò)程的仿真驗(yàn)證采用MATLAB/Simulink仿真平臺(tái),建立異步電動(dòng)機(jī)空間電壓矢量軟啟動(dòng)模型,對(duì)十二邊形磁鏈軌跡控制的軟啟動(dòng)過(guò)程進(jìn)行仿真分析,對(duì)比了異步電機(jī)在不同控制策略時(shí)的電流,轉(zhuǎn)矩等參數(shù)指標(biāo),仿真結(jié)果表明十二邊形空間電壓矢量磁鏈軌跡控制策略軟起動(dòng)能夠降低起動(dòng)電流,提高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩,從而驗(yàn)證了所提控制策略的正確性和可行性。(3)軟啟動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)根據(jù)十二邊形空間電壓矢量控制策略設(shè)計(jì)了軟啟動(dòng)控制系統(tǒng)。軟啟動(dòng)控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)包括主控芯片STM32及其外圍電路、電源電路、CPLD及其外圍電路、電壓檢測(cè)電路、電流檢測(cè)電路、IGBT驅(qū)動(dòng)電路等；軟啟動(dòng)軟件包括系統(tǒng)主控制程序、基于十二邊形空間電壓矢量軟啟動(dòng)子程序、起動(dòng)條件判斷程序等。(4)控制策略的諧波分析利用傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi)的方法對(duì)十二邊形空間電壓矢量控制策略進(jìn)行諧波分析。其諧波含量與六邊形磁鏈軌跡控制進(jìn)行仿真對(duì)比,仿真結(jié)果證明十二邊形磁鏈軌跡控制策略可以減小電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程中的諧波含量,在相同負(fù)載下起動(dòng)起動(dòng)電流抑制效果更好。本文基于空間電壓矢量原理,研究一種以十二邊形磁鏈軌跡為控制策略、以IGBT為控制器件的軟啟動(dòng)器。該軟啟動(dòng)器能夠減小電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流、提高電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩,具有一定的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：異步電動(dòng)機(jī) 空間電壓矢量 軟啟動(dòng)器 IGBT 十二邊形磁鏈軌跡
【學(xué)位授予單位】：陜西科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN322.8;TM343
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 1 緒論11-15
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.3 主要研究?jī)?nèi)容及章節(jié)安排13-15
• 2 軟啟動(dòng)器起動(dòng)原理與特點(diǎn)分析15-24
• 2.1 異步電動(dòng)機(jī)等效電路及其特性15-17
• 2.1.1 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩特性15-16
• 2.1.2 電動(dòng)機(jī)電流特性16-17
• 2.1.3 電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)方程17
• 2.2 軟啟動(dòng)起動(dòng)參數(shù)指標(biāo)17-18
• 2.3 異步電動(dòng)機(jī)常規(guī)起動(dòng)方式18-22
• 2.3.1 定子串接電阻/電抗器起動(dòng)18-19
• 2.3.2 星形-三角形(Y-△)換接起動(dòng)19-20
• 2.3.3 延邊三角形降壓起動(dòng)20-21
• 2.3.4 轉(zhuǎn)子串接電阻起動(dòng)21
• 2.3.5 晶閘管調(diào)壓調(diào)速軟啟動(dòng)21-22
• 2.4 分頻起動(dòng)原理22-23
• 2.5 本章小結(jié)23-24
• 3 基于IGBT的軟啟動(dòng)器控制策略研究24-38
• 3.1 空間電壓矢量原理24
• 3.2 十二邊形磁鏈軌跡控制理論24-25
• 3.3 分頻頻率選擇25-26
• 3.4 控制器件選擇26-28
• 3.5 系統(tǒng)控制策略研究28-37
• 3.5.1 電動(dòng)機(jī)7分頻起動(dòng)控制策略研究28-35
• 3.5.2 分頻頻率組合方案研究35-37
• 3.6 本章小結(jié)37-38
• 4 基于IGBT的軟啟動(dòng)器仿真與分析38-45
• 4.1 基于IGBT的軟啟動(dòng)器仿真38-40
• 4.1.1 三相交流電源模塊38
• 4.1.2 IGBT主電路模塊38-39
• 4.1.3 IGBT門(mén)極控制模塊39-40
• 4.1.4 異步電動(dòng)機(jī)模塊及測(cè)量模塊40
• 4.2 仿真結(jié)果40-44
• 4.2.1 十二邊形空間電壓矢量軟啟動(dòng)仿真結(jié)果40-41
• 4.2.2 晶閘管調(diào)壓調(diào)速軟啟動(dòng)仿真41-44
• 4.3 本章小結(jié)44-45
• 5 基于IGBT的軟啟動(dòng)控制系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)45-57
• 5.1 控制整體設(shè)計(jì)45
• 5.2 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)45-52
• 5.2.1 主控芯片及其外圍電路46-47
• 5.2.2 電源電路47-48
• 5.2.3 CPLD及其外圍電路48
• 5.2.4 電壓檢測(cè)電路48
• 5.2.5 電流檢測(cè)電路48-49
• 5.2.6 IGBT選型與驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)49-52
• 5.3 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)52-56
• 5.3.1 系統(tǒng)主控制程序52-53
• 5.3.2 基于十二邊形空間電壓矢量軟啟動(dòng)子程序53
• 5.3.3 起動(dòng)條件判斷程序53-54
• 5.3.4 系統(tǒng)停車(chē)54-56
• 5.4 本章小結(jié)56-57
• 6 十二邊形磁鏈控制策略諧波分析57-63
• 6.1 諧波危害57
• 6.2 理論分析57-59
• 6.3 仿真分析59-62
• 6.4 本章小結(jié)62-63
• 7 總結(jié)與展望63-65
• 7.1 全文工作總結(jié)63
• 7.2 未來(lái)工作展望63-65
• 致謝65-66
• 參考文獻(xiàn)66-69
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文69
• 攻讀碩士學(xué)位期間參與的項(xiàng)目69-71

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