调研报告异步电动机软起动控制系统的硬件设计由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“异步电动机软启动分析”。
大连交通大学信息工程学院2011届本科生毕业设计（论文）实习（调研）报告
调研报告
当向三相定子绕组中通过对称的三相交流电时，就产生了一个以同步转速n1沿定子和转子内圆空间作顺时针方向旋转的旋转磁场，由于旋转磁场以n1转速旋转，转子导体开始时是静止的，故转子导体将切割定子旋转磁场而产生感应电动势（感应电动势的方向用右手定则判定）。由于转子导体两端被短路环短接，在感应电动势的作用下，转子导体中将产生与感应电动势方向基本一致的感应电流。转子的载流导体在定子磁场中受到电磁力的作用（力的方向有左手定则判定）。电磁力对转子轴产生电磁转矩，驱动转子沿着旋转磁场的方向旋转。
通过上述分析可以总结出电动机工作原理为：当电动机的三相定子绕组（各相差120度电角度），通入三相对称交流电后，将产生一个旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，从而在转子绕组中产生感应电流（转子绕组是闭合通路），载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力，从而在电机转轴上形成电磁转矩，驱动电动机旋转，并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。课题的来源及意义
随着电力电于技术的发展，人们想到了利用变频技术达到软起动的目的，因为变频启动能使启动更平稳，电流冲击更小，产生的电流谐波更小，转矩达到电机的最大转矩，从而保护了拖动部分。在启动过程中。可始终保持电流为允许的最大值，能使拖动系统用尽可能大的加速度起动，到达稳态频率和转速后，又让电流立即降低下来，转矩与负载平衡，从而进入稳态运行。所以，变频式软启动具有限流启动、相序自动跟踪、软开关，以及过压、欠压、过热等保护功能。电动机特别是大容量的电动机起动时的电流是额定电流的5-7倍，软起动通常是以减少起动电流，加长起动时间为目的。
近年来，对电动机的软起动控制方式有串电阻启动，星——三角启动，自藕变压器起动，降电压启动等等。然而，它们都有各自的弊端，比如：串电阻起动会消耗大量的电能，而降电压起动会使电动机绕组的励磁过饱和或不足，从而影响电动机的正常运行。
本论文基于此提出了用变频器来控制电动机的起动过程，利用单片机的串行口对变频器的起动参数和运行参数进行传送和监测，最终完成软起动。
软起动器是一种集电机软起动、软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新颖电机控制装置，国外称为Soft Starter。它的主要构成是串接于电源与被控电机之间的三相反并联闸管及其电子控制电路。
运用不同的方法，控制三相反并联闸管的导通角，使被控电机的输入电压按不同的要求而变化，就可实现不同的功能。
软起动器和变频器是两种完全不同用途的产品。变频器是用于需要调速的地方，其输出不但改变电压而且同时改变频率，软起动器实际上是个调压器，用于电机起动时，输出只改变电压并没有改变频率。但是现在变频器的价格就要比软起动器的价格高得多了。
运用串接于电源与被控电机之间的软起动器，控制其内部晶闸管的导通角，使电机输入电压从零以预设函数关系逐渐上升，直至起动结束，赋予电机全电压，即为软起动，在软起动过程中，电机起动转矩逐渐增加，转速也逐渐增加。软起动一般有下面几种起动方式。
斜坡升压软起动。这种起动方式最简单，不具备电流闭环控制，仅调整晶闸管导通角，使之与时间成一定函数关系增加。其缺点是，由于不限流，在电机起动过程中，有时要产生较大的冲击电流使晶闸管损坏，对电网影响较大，实际很少应用。
斜坡恒流软起动。这种起动方式是在电动机起动的初始阶段起动电流逐渐增加，当电流达到预先所设定的值后保持恒定（t1至t2阶段），直至起动完毕。起动过程中，电流上升变化的速率是可以根据电动机负载调整设定。电流上升速率大，则起动转矩大，起动时间短。该起动方式是应用最多的起动方式来实现，尤其适用于风机、泵类负载的起动。
阶跃起动。开机，即以最短时间，使起动电流迅速达到设定值，即为阶跃起动。通过调节起动电流设定值，可以达到快速起动效果。
脉冲冲击起动。在起动开始阶段，让晶闸管在级短时间内，以较大电流导通一段时间后回落，再按原设定值线性上升，连入恒流起动。该起动方法，在一般负载中较少应用，适用于重载并需克服较大静摩擦的起动场合。
软起动具有的保护功能有：过载保护功能，软起动器引进了电流控制环，因而随时跟踪检测电机电流的变化状况。通过增加过载电流的设定和反时限控制模式，实现了过载保护功能，使电机过载时，关断晶闸管并发出报警信号。缺相保护功能，工作时，软起动器随时检测三相线电流的变化，一旦发生断流，即可作出缺相保护反应。过热保护功能，通过软起动器内部热继电器检测晶闸管散热器的温度，一旦散热器温度超过允许值后自动关断晶闸管，并发出报警信号。其它功能，通过电子电路的组合，还可在系统中实现其它种种联锁保护。课题研究的主要内容
异步电动机的调压调速属低效调速方式，因为在调速过程中始终存在转差损耗，因此调压调速有很大的限制，不是任何一台普通的笼型电机加上一套晶闸管调压装置，就可以实现调压调速的。
首先必须改变电动机的外特性，新的外特性必须使电动机有一个宽广的稳定的调速
范围。一般要采用高转差率电机，交流力矩电机或在绕线式电机的转子绕组中串接电阻的方法，并且要加上转速闭环控制，才能进行稳定的调速。
其次是要将调速过程中由于转差功率引起的转子的温升很好地导出机外，才能实现长期稳定工作。这里可采取旋转热管结构，也可采取特殊风道冷却结构，都是行之有效的方法。
在电力电子技术高度发展的今天，变频调速装置的价格已不再昂贵的情况下，再考虑调压调速，似乎已无多大的现实意义了。课题的可行性分析
本次课题在以前《电力拖动自动控制系统》中有所涉及，而且网络和图书馆资源丰富，可以方便查到相关方面的文献、期刊、书籍和论文等，同时学院为我们提供安装有MATLAB/Simulink仿真软件的电脑机房，给予了我们很好的仿真环境，因此，从主客观方面课题都具有可行性。进度安排
第1周：实习调研，根据题目，查找课题相关资料文献，初步从整体上了解课题，并撰写调研报告。
第2周：学习相关资料，完成并上交不少于3000字的调研报告。
第3周：继续学习相关资料，开始翻译相关的外文文献。
第4周：继续学习相关资料，完成并上交不少于3000字的与研究内容相关的英文文章翻译。
第5周：阅读国内外有关异步电动机软起动控制系统的资料，掌握异步电动机软起动控制系统的组成、调压原理等，并在此基础上掌握控制方法。
第6周：阅读国内外有关步进电动机的资料，掌握软起动器的工作原理。
第7周：设计软起动控制系统的框图，掌握各部分原理。
第8周：设计软起动控制系统的主电路。
第9周：设计软起动控制系统的电压、电流、转速检测电路。
第10周：对软起动控制系统的同步信号采集和放大电路进行设计。
第11周：完善软起动控制系统的硬件电路，撰写毕业论文提纲，规划论文内容，并开始着手写毕业论文初稿。
第12周：整理材料，文件图标等，完成毕业论文的撰写，交指导教师审查。
第13周：论文修改，打印，装订成册，并提交。复习各种资料，准备答辩。
第14周：答辩，毕业论文成绩评定。参考文献
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