【毕业设计】大型异步电机软起动的研究.docVIP

xxxx大学文华学院 毕 业 设 计 [论文] 题目: 大型异步电机软起动的研究 院 (系) 专业 ：电气工程及其自动化 答 辩 时 间 ： xxxx大学文华学院毕业论文 本科生毕业设计（论文） 开题报告 题目: 大型异步电机软起动的研究  II xxxx大学文华学院毕业论文 1. 课题的目的、意义、国内外概况和预测 1.1 课题的目的 电动机的非经济运行情况,早已引起国家有关部门的重视,并分别于 1990 年和 1995 年制定和修定了强制性的国家标准:《三相异步电动机经济运行》(GB12497-1995)。国 家希望依此来规范三相异步电动机的经济运行,国标的发布对低压电动机的经济运行起 了很大的促进作用,但对中压电动机则收效甚微。其原因是:(1)中压电动机一般容量较 大,一旦发生故障,其影响也大,因此对节电措施可靠性的要求就更高; (2)中压电动机节 电措施受电力电子功率器件耐压水平的限制,节电产品的开发在技术上难度更大一些。 到目前为止,国内尚无成型的中压电动机软起动和节电运行的产品面市。 1.2 课题的意义 电动机的传统起动装置主要有: “Y-Δ ”起动器、自藕降压起动器、饱和电抗器。 传统的降压起动设备在很大程度上缓解了大容量电机在较小容量电网上起动时的矛盾， 但是它们只是相对减小了大电流的冲击并未在本质上解决问题。而且这些起动设备还有 一些固有的缺点，如对负载适应能力差、起动电流不连续、维修工作量大等等。随着工 业现场对自动化、机械化要求的提高，此类矛盾日益突出。 异步电动机起动过程的长短也是需要考虑的问题。在整个电动机起动过程中，电磁 转矩大于负载的反转矩，电动机加速运转。在相同的转动惯量下转矩的差额越大，机组 加速越快。转动惯量大的机械起动就较慢，对于重复起动的生产机械来说，起动过程的 时间长短对劳动生产率的影响是很大的，因而对不同的生产过程，对电动机有不同的起 动时间要求。 过去的起动装置大多采用接触器，属于有触点系统，容易磨损引发故障，起动特性 不好。为了达到无触点控制，获得灵活多变的良好的起动特性，在 80 年代初期鼠笼型 异步电动机电子软起动器诞生。软起动控制器是一种新型节能设备，在欧美国家已得到 大量的应用。它利用晶闸管交流调压技术实现降压起动，以后又融入了功率因素控制技 术，在控制装置的研究上，正围绕着提高起动力矩、实现计算机联网远程监控、完善检 测和自诊断功能以及提高产品可靠性、改进制造工艺、降低成本等方面努力。 电子软起动器采用使定子电压逐渐增大至额定电压的方法，使交流异步电机平滑起 动，减少交流异步电机的起动电流，降低起动时对电网的冲击。由于三相交流异步电机 的电磁转矩与定子电压的平方成正比，当定子电压降低时，电磁转矩就会降低很多，而 电子软起动器是采用降压起动，降压并不降频，所以利用传统电子软起动器起动三相交 流异步电机时，电磁转矩很小。电磁转矩小的特点限制了电子软起动器的应用范围。 本文介绍的分级变频，可以使传统电子软起动器在降低定子电压的同时降低定子电 压的频率，按同步转速由低到高分级起动，减小起动过程的能量损耗，克服传统电子软 起动器电磁转矩小的缺点，可以使电机在全负载的情况下平滑起动和短时运行于低速状 态。另外，分级变频还可以使电子软起动器输出负相序电压，使电机处于电磁制动状态。 1.3 国内外概况 20 世纪 60 年代以来，由于生产发展的需要和节省电能的要求，促使世界各国重视 交流调速技术的研究与发展。尤其是 20 世纪 70 年代以后，由于科学技术的迅速发展为 交流调速的发展创造了极为有利的技术条件和物质基础。从此，交流调速理论及应用技 1 术大致沿下述四个方面发展。 xxxxx大学文华学院毕业论文 （1）电力电子器件的蓬勃发展和迅速换代促进了变流技术的迅速发展和变流装置 的现代化（2）脉宽调制（PWM）技术的发展和应用优化了变频装置的性能，适用于各类 交流调速系统，为交流调速技术的普及发挥了重大作用。（3）矢量变化控制技术的诞生 和发展奠定了现代交流调速系统高性能化的基础（4）微型计算机控制技术与大规模集 成电路的迅速发展和广泛应用为现代交流调速系统的成功应用提供了重要的技术手段 和保证。 2.课题要研究的内容 2.1 异步电动机起动方案的研究 m  2 ?  U R / S Te 1 ??? ?  1 ??? 2  ?2 1 R1?CR2/ S ? X1???CX2? 从式中可看出，在电动机的参数已知和转差率 s 不变时，感应电机的电磁转矩和所 加的电源电压的平方成正比，电压越大，电磁转矩就大。 2.1.1 异步电动机调速系统的基本类型 由异步电动机工作原理可知，从定子传入转子的电磁功率 Pm