异步电动机软起动及降压节能控制技术的研究.doc

异步电动机软起动及降压节能控制技术的研究三相异步电动机作为动力负荷广泛应用于各行各业,其起动控制、节能运行问题一直是人们关注的焦点。大中容量异步电动机直接起动极易导致瞬时电流过载、起动转矩振荡,对电机造成冲击甚至影响电机寿命;而且多数电机长期运行于轻载甚至空载状况,导致能量转化效率低、电能浪费严重。为了限制电机起动电流,改善电机轻载状况下运行效率,通过控制晶闸管交流调压器可以实现电机软起动及节能运行。本文将围绕电机软起动及降压节能控制技术展开研究,主要内容如下:(1)深入分析电机损耗和功率传递关系,研究了电机软起动及降压节能的基本原理,对不同负载下的交流调压电路的调压特性进行分析,建立了考虑铁耗的异步电动机动态模型,仿真验证了铁耗等效电阻在研究电机动态过程及损耗计算时不可忽略。(2)针对传统限流软起动控制缺陷,为更好地限制电机起动电流和起动转矩,提出了基于线性自抗扰控制的限流软起动控制策略,并分析了控制器的稳定性。通过与传统比例积分微分控制效果的对比,验证了线性自抗扰控制限流软起动技术的控制效果和抗扰特性,有助于实现电机更平滑起动。(3)为了实现电机轻载运行过程中能量转化效率最优,提出一种基于最优电压法的电机输入电压控制策略,并将线性自抗扰控制技术应用于电机降压节能器的设计中,实现了电机最优输入电压的快速跟踪,提高了负载变化时电机的功率因数和能量转化效率,最后通过仿真对比验证了其有效性。(4)为验证理论研究的正确性,本文设计并搭建了电机实验平台,测试了电机软起动和降压节能效果,并对不同负载率下电机节能效果进行了对比测试。测试结果表明,所设计的节能器较好地达到预期设计效果。