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可变电抗式高压异步电机软起动器的研究

作　者: 苏媛
导　师: 贾贵玺
学　校: 天津大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 可变电抗 高压电机 软起动 晶闸管
分类号: TM343
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 32次
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内容摘要


高压异步电动机直接全压起动,会产生较大的电流冲击,造成电机寿命降低和电网电压剧烈波动等一系列危害。因此需要采用降压起动的方法,以减小冲击电流。传统的软起动方法对电压的调节都是不连续的,在电机起动过程中存在二次冲击电流现象。晶闸管调压式软起动器的出现很好的解决了低压场合上异步电机的起动问题,但由于功率器件的耐压限制,无法应用于高压大电机的起动。本文介绍了一种基于可变电抗变换器的高压异步电动机软起动器,巧妙地利用可变电抗来隔离高压和低压,解决了晶闸管的耐压问题。建立了可变电抗功率变换器工作时的数学模型,指出在电源的一个周期内,晶闸管在导通与截止之间工作,随着触发角α的变化,变压器的主线圈相当于一个可变电抗。同时,分析了功率因数角对电机起动的影响,提出了针对起动过程中出现的电磁转矩振荡问题,可以利用功率因数角闭环控制的方式来解决。文章首先总结了电子式软起动器的应用现状,指出其应用在高压场合的问题,并定量分析了加装软起动装置的依据,为电机应用场合中是否必须加装软起动器提供了计算依据。在分析当前出现的晶闸管串联式高压软起动器的基础上,研究了可变电抗式电机软起动器的基本结构和工作原理,分析了该软起动器的可行性和优越性。在控制策略和起动方式上,采用了优于一般起动方式的带限流功能的电压斜坡软起动,针对轻载起动,指出可以利用功率因数角闭环控制的方式来抑制起动时产生的电磁转矩振荡。文章最后搭建了可变电抗式高压电机软起动系统的仿真模型,仿真结果表明,采用可变电抗功率变换器可以很好的解决高压场合中晶闸管的耐压问题,有效减小大电机起动时过高的冲击电流,优化了电机的起动性能。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章 绪论  7-14
  1.1 引言  7-8
  1.2 高压异步电机常用起动方法  8-13
    1.2.1 有级起动  8-9
    1.2.2 无级软起动  9-13
  1.3 本课题研究的内容及意义  13-14
第二章 低压软起动技术  14-20
  2.1 工作原理  14-15
  2.2 晶闸管调压电路原理  15-17
    2.2.1 控制方式  15-16
    2.2.2 控制原理  16-17
    2.2.3 三相交流调压电路  17
  2.3 软起动器的性能  17-19
  2.4 低压软起动器应用在高压场合存在的问题  19
  2.5 本章小结  19-20
第三章 加装软起动装置的计算依据  20-25
  3.1 异步电机的数学模型  20-22
  3.2 电网允许的波动范围  22-24
  3.3 本章小结  24-25
第四章 可变电抗式高压软起动技术  25-38
  4.1 晶闸管串联式交流调压固态软起动器  25-27
  4.2 可变电抗式高压软起动系统线路原理  27-28
  4.3 可变电抗式软起动器技术原理  28-34
    4.3.1 可变电抗器的等效数学模型  29-33
    4.3.2 可变电抗式软起动器工作过程  33-34
  4.4 可变电抗式软起动器电路结构  34-35
  4.5 高压电机使用可变电抗式软起动装置的优点及问题  35-37
    4.5.1 使用该软起动装置的优越性  35-36
    4.5.2 需要注意的问题  36-37
  4.6 本章小结  37-38
第五章 可变电抗式软起动控制方法的研究  38-46
  5.1 软起动方式的选择  38-41
  5.2 功率因数角闭环控制  41-45
    5.2.1 功率因数角对电动机起动的影响  41-43
    5.2.2 起动过程中电磁转矩振荡现象的分析  43-44
    5.2.3 电机功率因数角闭环控制的实现  44-45
  5.3 本章小结  45-46
第六章 可变电抗式高压软起动器的仿真实验  46-56
  6.1 MATLAB/SIMULINK仿真环境  46-47
  6.2 可变电抗式软起动仿真模型设计  47-52
    6.2.1 电机和主电路各模块设计  47-50
    6.2.2 主电路设计  50-52
  6.3 可变电抗式软起动全过程仿真和分析  52-55
    6.3.1 直接起动仿真分析  52-53
    6.3.2 软起动仿真分析  53-55
  6.4 本章小结  55-56
结束语  56-58
参考文献  58-61
发表论文和参加科研情况说明  61-62
致谢  62

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电机 > 交流电机 > 异步电机
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