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基于智能磁力控制的大型异步电动机设计软启动器摘要：本文介绍了基于可控电抗器的异步电动机软启动器，分析了其工作原理，功能和应用。该系统优化了传统的电压斜坡技术和电流限制技术。提出了新的智能扭矩闭环控制模式，可以更平稳地启动泵载荷，防止系统的冲击。也可以减少水锤和管道振动。最后，我们进行了认证测试。1导论三相异步电动机具有结构简单，成本低，机械性能好，操作维护方便的特点。它们广泛应用于工业控制和电气驱动系统。因此，人们对开始的表现提出了越来越高的要求。如果感应电动机直接启动，其启动电流将达到额定值的5-8倍，导致连接电网的电压急剧下降，影响其他设备的正常运行，对电机造成很大的影响，特别是笼式转子，其杆和环将被大量破坏。随着电力电子技术，计算机控制技术和自动控制技术的发展，电子软启动控制器已经出现。虽然一般来说，虽然可以满足大多数负载的要求，但起动状态不是最优的。本文介绍了一种基于可控电抗器的三相异步电动机软启动器。采用饱和电抗器平稳调节的饱和电抗器的特性，采用闭环控制，使起动电流随设定曲线变化，达到减震平稳起动的目的。同时，该系统集成了多种模式，不仅优化传统的电压阶跃斜坡和限流软启动控制方式，而且还设计了一种新的转矩闭环控制方式，使泵负载容易产生冲击和水锤。该系统适应不同类型的负载。启动模式可以任意调整和选择，使电机处于最佳启动过程。2软启动控制模式包括限流启动，电压阶跃斜坡启动和转矩突跳启动等。为了满足各种负载的要求，该软起动器开发出与传统起动方式不同的三种起动方式。新方法是电流限制和电压阶跃斜坡法的组合，增加了一种新的扭矩闭环控制方式，使泵载荷容易产生冲击和水锤。以下分析是每种启动方法的特征和适用范围。A.软启动方法组合电压阶梯斜坡和限流软启动电压阶跃斜坡和电流限制软启动的新方法称为电压斜坡启动，适用于重负载。软启动过程中的电压特性如图1所示。图1电压斜坡软启动期间的电压波形与传统的电压斜坡启动方法相比，具有以下优点：一，初始电压U0设定起升转矩，克服负载静转矩，缩短启动时间。电压U0可以设置和选择?30%~70%的额定电压和0~60s的启动时间。其次，设定启动时间限制，使最大电流不超过额定值的4.5倍。这可以有效地防止起动时的电流冲击。图2恒流软启动时的电流波形这种启动方法比较简单。我们在斜坡电压上升的过程中采用开环控制模式。因为没有反馈，电压根据预定曲线变化。我们只需要调整晶闸管导通角。导通角增量α可以表达和UiB.步进斜坡和恒流软启动方式步进斜坡和恒定电流的方法称为恒流启动，适用于一般负载。软启动进度的当前特点如图2所示。起动电流?被设置为1~1.5??倍额定电流，增加到限值?Is速度很快。然后系统将晶闸管导通角调整为恒流模式，完成恒流启动。的?设置在50%~450%内的额定电流根据负载的启动需求。C.扭矩闭环控制软启动方式当鼓风机和泵负载启动和停止时，加速扭矩如此大，从而在管道系统中发生冲击和水锤。虽然通常的软启动方法可以提高泵负载的启动转矩特性，但它不能有效地控制引起冲击的跳跃击穿扭矩。图3电动机和泵负载的扭矩波形图3显示了使用不同启动方式的异步电动机驱动泵负载的转矩曲线。电机转矩和负载转矩之间的差别称为加速转矩。如果太大，速度会迅速上升，从而在泵载荷起动过程中产生“冲击”和“水锤”。如图所示，与直接启动相比，电压斜坡启动的加速转矩已经大大降低。然而，在斜坡电压结束时存在不可避免的过度加速转矩，从而引起冲击。所以我们设计了扭矩闭环控制方法。新方法将电机转矩和负载转矩之间的差异限制在恒定范围内，这可以在起动过程中大大降低加速转矩。然后可以有效地抑制“冲击”和“水锤”。扭矩闭环控制的关键是转矩控制，所以扭矩检测非常重要。电力检测部分包括线路电压检测，线路电流检测，功率因数角检测，电磁转矩检测等，是扭矩闭环控制软起动器的重要部分。传统上我们采用直流采样方式，交流参数通过变压器，然后通过整流，分压滤波和采样。而这种采样方法只能反映一定时间内非谐波交流体积的RMS值，不能准确反映电气参数的瞬时值和动态变化。所以我们采用交流采样方式，电参数采样不进行整流。所以这种方法实时性好。为了将采集的交流参数传递给直流参数，我们采用定子坐标系定向αβθ。转换矩阵为：两相静止框架中的电机转矩计算公式为在公式中图4闭环力矩控制策略因此，只要我们测量定子绕组的电压和电流值，就可以直接计算扭矩值。与使用扭矩计的扭矩测量相比，该方法简单且成本节省。控制策略如图4所示。PID控制器用于转矩闭环控制，以调节电磁转矩。在图中，Tem’为电磁转矩，Tem是由电压和电流的测量值计算的实际转矩。晶闸管触发角度可以通过控制转矩T来计算由PID控制器调整，组合电压值u 和功率因数式，然后通过调整起动电压实现软启动。3系统结构框图如图5所示。通过调整直流励磁电流，可以