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基于无速度传感器的异步电机软起动器的研究

作　者: 陈立秀
导　师: 陈忠华
学　校: 辽宁工程技术大学
专　业: 电工理论与新技术
关键词: 软起动器晶闸管转矩斜坡控制无速度传感器 MC9S12DG128
分类号: TM343
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 37次
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内容摘要

异步电动机之所以被广泛应用于生产生活的各个领域,是因为异步电动机具有结构简单、价格相对较便宜、便于维修以及惯性小等优点,其作为重要的动力装置,在我国的经济建设中起着不可替代的作用。但当不采用任何起动装置而直接将异步电机投入到电网中起动时,起动瞬间电流和扭矩所带来的冲击,不仅会使电动机发热,降低电机及其拖动系统的使用寿命,同时降低电网电压质量,影响电网中其它用电设备的正常运行,传统的软起动器又有许多弊端,为获得良好的起动性能,采用晶闸管调压的电子式软起动器得到迅速的发展。本文研究的重点是将无速度传感器应用到异步电动机的软起动器中,在起动过程中,通过电压电流估算电动机的转矩和转速,实现转矩的闭环控制,以便实现电机按给定转矩斜坡线性上升,论文对无速度传感器和转矩斜坡控制理论进行了深入剖析,设计了基于无速度传感器的转矩斜坡异步电机软起动方案,通过仿真研究,结果表明,该软起动器具有结构简单,起动过程平滑稳定,柔性好,对电机及其拖动系统有更好的保护,同时该软起动器减少了速度和转矩传感器的安装,减小了系统成本,提高了系统的可靠性。最后用MC9S12DG128单片机作为其控制器,对软起动控制系统的硬件电路和软件进行了设计。

全文目录

致谢  5-6
摘要  6-7
Abstract  7-10
1 绪论  10-14
  1.1 课题研究的目的及意义  10-11
  1.2 交流异步电动机软起动技术的发展  11-12
  1.3 本文研究的主要内容  12-14
2 异步电机软起动器基本原理  14-23
  2.1 异步电机的起动特性  14-15
  2.2 晶闸管调压原理  15-19
    2.2.1 晶闸管的控制方式  16
    2.2.2 三相调压电路工作原理  16-19
  2.3 异步电机软起动器的起动方式  19-23
3 软起动器的基本控制原理  23-39
  3.1 转矩控制基本原理与策略  23-25
    3.1.1 转矩控制原理  23-25
    3.1.2 转矩闭环控制策略  25
  3.2 转矩估计方法  25-32
    3.2.1 定子磁链估算方法  25-26
    3.2.2 三相-两相坐标变换  26-28
    3.2.3 异步电机转矩估计原理  28-30
    3.2.4 基于模型参考自适应的速度辨识  30-32
  3.3 电流的模糊控制  32-39
    3.3.1 模糊控制的组成  32-33
    3.3.2 模糊控制系统变量的选择  33-34
    3.3.3 模糊化及模糊规则  34-36
    3.3.4 模糊推理及解模糊  36-39
4 软起动器的仿真研究  39-49
  4.1 异步电动机直接起动仿真  39-42
  4.2 转矩斜坡控制异步电动机软起动仿真  42-44
  4.3 基于无速度传感器的转矩斜坡控制软起动仿真  44-49
5 软起动器系统的硬件设计  49-61
  5.1 硬件系统结构  49-50
  5.2 主电路的设计  50-52
  5.3 软起动器硬件电路设计  52-59
    5.3.1 主控芯片的选择  52-53
    5.3.2 电流反馈检测  53
    5.3.3 电压信号检测  53-54
    5.3.4 续流角检测  54-57
    5.3.5 触发脉冲输出电路  57
    5.3.6 保护电路  57-59
  5.4 系统抗干扰措施  59-61
6 软起动器软件设计  61-66
  6.1 系统整体程序流程图设计  61-62
  6.2 触发脉冲程序  62-63
  6.3 转矩闭环控制程序  63-64
  6.4 电流模糊控制程序  64-66
结论  66-67
参考文献  67-69
附录A MC9S12DG128 芯片及最小系统原理图  69-70
附录B 软起动器系统整体实物图  70-71
附录C 软起动器系统部分软件程序  71-77
作者简历  77-78
学位论文数据集  78-79

基于无速度传感器的异步电机软起动器的研究

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