本文關(guān)鍵詞：基于離散變頻技術(shù)的大功率礦用軟啟動(dòng)器控制系統(tǒng)的研究

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【摘要】：本文的研究?jī)?nèi)容是太原市科技局大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目“刮板輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)”(項(xiàng)目編號(hào):110148032)的重要組成部分。三相交流異步電動(dòng)機(jī)作為電氣傳動(dòng)中主要的動(dòng)力來源,由于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)及維護(hù)成本低、運(yùn)行穩(wěn)定可靠等特點(diǎn),被廣泛地應(yīng)用于井下煤礦生產(chǎn)中。晶閘管軟啟動(dòng)器由于其良好的啟動(dòng)性能在功率較大的礦用三相異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過程中得到廣泛的應(yīng)用,但其減小電機(jī)啟動(dòng)電流是通過降低定子端電壓實(shí)現(xiàn)的,使得啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩相應(yīng)減小,導(dǎo)致晶閘管軟啟動(dòng)器不能帶重載啟動(dòng),嚴(yán)重制約了其在煤礦井下的使用。針對(duì)上述問題,研究一種在減小電機(jī)啟動(dòng)電流的同時(shí)能輸出較大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的軟啟動(dòng)控制方式具有十分重要的意義。本文主要研究?jī)?nèi)容如下:在查閱了大量國內(nèi)外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,詳細(xì)分析了晶閘管軟啟動(dòng)器的研究現(xiàn)狀,針對(duì)目前軟啟動(dòng)器存在的不足,研究了離散變頻軟啟動(dòng)控制方式,并對(duì)如何實(shí)現(xiàn)基于離散變頻技術(shù)的軟啟動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行了深入的研究。分析了晶閘管調(diào)壓電路的工作原理,研究了離散變頻軟啟動(dòng)技術(shù)中的相序問題,得出存在正序?qū)ΨQ組合電壓的分頻段;通過三相對(duì)稱分量法以及仿真分析得出不存在正序?qū)ΨQ組合電壓分頻段的最優(yōu)相位角組合,確定了晶閘管的導(dǎo)通方式。研究實(shí)現(xiàn)離散變頻軟啟動(dòng)控制方式,確定了離散變頻軟啟動(dòng)控制方式中的最小分頻段、過渡分頻段,以及各分頻段的作用時(shí)間;確定了在各分頻段采用恒壓頻比控制策略,在工頻段采用功率因數(shù)角閉環(huán)控制策略的電壓斜坡控制方式�；贛atlab/Simulink搭建離散變頻軟啟動(dòng)控制系統(tǒng)及常規(guī)軟啟動(dòng)控制系統(tǒng)仿真模型,仿真結(jié)果表明,離散變頻軟啟動(dòng)控制方式具有常規(guī)軟啟動(dòng)控制方式減小電機(jī)啟動(dòng)電流的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)能輸出較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。設(shè)計(jì)了離散變頻軟啟動(dòng)控制系統(tǒng)的硬件電路,基于硬件電路開發(fā)了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的軟件程序,測(cè)試結(jié)果表明系統(tǒng)硬件性能穩(wěn)定可靠,軟件程序?qū)崟r(shí)性高,響應(yīng)時(shí)間快。完成了各分頻段控制方式下調(diào)壓電路帶對(duì)稱阻性負(fù)載的試驗(yàn),測(cè)量?jī)上嚅g的線電壓并與仿真結(jié)果對(duì)比,驗(yàn)證了各分頻段程序的正確性。基于3k W三相異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行了電機(jī)直接啟動(dòng)、電機(jī)電壓斜坡控制方式下啟動(dòng)試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果表明常規(guī)軟啟動(dòng)控制方式可以減小電機(jī)的啟動(dòng)電流。
【關(guān)鍵詞】：三相異步電動(dòng)機(jī) 晶閘管 離散變頻 重載軟啟動(dòng)
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TD634;TM573
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 課題的研究背景和意義10-11
• 1.2 課題的研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 軟啟動(dòng)器研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 離散變頻技術(shù)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 本文的研究目標(biāo)和主要研究?jī)?nèi)容13-16
• 第二章 離散變頻技術(shù)的研究16-30
• 2.1 晶閘管調(diào)壓電路16-19
• 2.1.1 晶閘管控制方式16-18
• 2.1.2 晶閘管調(diào)壓電路帶阻感性負(fù)載18-19
• 2.2 離散變頻技術(shù)相序分析與最優(yōu)組合角選取19-25
• 2.2.1 分頻后相序分析20-22
• 2.2.2 各分頻段最優(yōu)組合角選取22-25
• 2.3 2分頻段三種初始相位角仿真分析25-28
• 2.4 本章小結(jié)28-30
• 第三章 離散變頻軟啟動(dòng)的實(shí)現(xiàn)30-44
• 3.1 三相異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩計(jì)算30-32
• 3.2 離散變頻技術(shù)分頻段確定32-37
• 3.2.1 最小分頻段的確定32-33
• 3.2.2 過渡頻段的選取33-35
• 3.2.3 各分頻段切換時(shí)刻確定35-36
• 3.2.4 低頻段向工頻段過渡36-37
• 3.3 恒壓頻比控制37-38
• 3.4 觸發(fā)角計(jì)算38-39
• 3.5 各分頻段啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩39-40
• 3.6 功率因數(shù)角閉環(huán)控制40-42
• 3.7 本章小結(jié)42-44
• 第四章 仿真結(jié)果與分析44-58
• 4.1 直接啟動(dòng)仿真模型44-45
• 4.2 常規(guī)軟啟動(dòng)控制系統(tǒng)仿真模型45-47
• 4.3 離散變頻軟啟動(dòng)控制系統(tǒng)仿真模型47-49
• 4.4 功率因數(shù)角閉環(huán)控制模塊49-50
• 4.5 仿真結(jié)果與分析50-57
• 4.5.1 直接啟動(dòng)仿真波形50-51
• 4.5.2 常規(guī)啟動(dòng)仿真波形51-53
• 4.5.3 離散變頻啟動(dòng)仿真波形53-55
• 4.5.4 功率因數(shù)角閉環(huán)控制仿真波形55-57
• 4.6 本章小結(jié)57-58
• 第五章 控制系統(tǒng)的硬件與軟件設(shè)計(jì)58-74
• 5.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)58-68
• 5.1.1 控制系統(tǒng)硬件主體結(jié)構(gòu)58-59
• 5.1.2 主回路功率單元59-60
• 5.1.3 供電電源電路60-61
• 5.1.4 同步信號(hào)檢測(cè)電路61-63
• 5.1.5 電流采樣電路63-64
• 5.1.6 電流過零檢測(cè)電路64-65
• 5.1.7 晶閘管觸發(fā)電路65-66
• 5.1.8 過壓/欠壓檢測(cè)電路66
• 5.1.9 按鍵和液晶顯示電路66-68
• 5.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)68-73
• 5.2.1 主程序68-70
• 5.2.2 電壓斜坡軟啟動(dòng)程序70
• 5.2.3 限流軟啟動(dòng)程序70-71
• 5.2.4 離散變頻軟啟動(dòng)程序71
• 5.2.5 觸發(fā)子程序71-73
• 5.3 本章小結(jié)73-74
• 第六章 控制系統(tǒng)調(diào)試結(jié)果及分析74-84
• 6.1 硬件調(diào)試及波形74-82
• 6.1.1 電源電壓同步信號(hào)74-75
• 6.1.2 各分頻段觸發(fā)脈沖75-78
• 6.1.3 各分頻段帶阻性負(fù)載78-82
• 6.2 試驗(yàn)結(jié)果與分析82-83
• 6.2.1 電機(jī)直接啟動(dòng)82-83
• 6.2.2 電機(jī)常規(guī)軟啟動(dòng)83
• 6.3 本章小結(jié)83-84
• 第七章 結(jié)論與展望84-86
• 7.1 結(jié)論84-85
• 7.2 工作展望85-86
• 參考文獻(xiàn)86-90
• 致謝90-92
• 作者在攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果92

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