三相交流鼠笼式异步电动机的研究

摘要
本课题设计的目的是为了给鼠笼式异步电动机软启动产品的开发做一个前瞻性的研究。本文主要深入的分析和研究了交流调压软启动电路的可靠性和恒流控制问题。
在解决可靠性问题上，从触发方案和移相范围的确定两个方面出发，研究了各种触发方案的可靠性。在分析了三种交流调压电路的有限状态机模型的基础上对交流调压电路触发的稳定性问题进行了分析，并进一步分析和比较了现有的触发方案(电压同步双脉冲触发和电压同步宽脉冲触发)的可靠性，确认了电压同步宽脉冲触发方案为最佳，并通过仿真和实验验证了这些结论，对三相交流调压软启动电路的研究和设计有一定的指导意义。
在解决恒流控制问题中，采用PID控制器对交流调压鼠笼电机的启动电流实施控制，并利用Matlab／Simulink工具箱建立电机模型，对结果进行了仿真。

关键词：软启动 鼠笼式电机 交流调压 PID控制器

ABSTRACT
This topic design goal is in order to give the mouse the cage type asynchronous motor soft start product development to do a forward—looking research，the this article main thorough analysis and studied the exchange accent to press the soft starting circuit the reliability and the constant flow control question。
In the solution reliable question，embarked from the triggering plan and the phase shifting scope determination two aspects，has studied each kind of triggering plan reliability。In analyzed three kind of exchange accents to press the electric circuit in the limited state machine model foundation to propose the exchange accent pressed the electric circuit triggering stability problem，and with emphasis analyzed and has compared the existing triggering plan(voltage synchronization double pulse triggering，voltage synchronization width pulse triggering and electric current synchronization double pulse triggering)the reliability take this as the tool，Confirmed voltage synchronization width pulse triggering plan for best， and has confirmed these conclusions through the simulation and the experiment，presses the soft starting circuit to the three—phase AC accent the research and the design has certainly knows the significance。
In the solution constant flow control question，The PID controller to adjust the rat's cage with the motor started implementation control，Using matlab／simulink toolbox the establishment of a motor, the result of the model of emulation.

Key words：Soft start Squirrel-cage motor AC voltage regulator PID controller

本文的主要内容
本文主要是为了解决鼠笼式异步电动机在启动过程中所产生的一些列问题，在查阅了大量中外文献的基础上，针对以上问题，对交流调压鼠笼式异步电动机软启动电路的触发方案稳定性和启动电流的控制方面展开了深入的研究和分析。具体分析内容如下：
(1)研究了交流调压鼠笼式异步电动机的三种工作模式：三相导通模式、两相导通模式和三相全不通模式，并推到了各个模态下的计算公式，得到了交流调压鼠笼式异步电动机在不同模态下的状态方程模型。在推导两相导通模态的计算公式的时候，运行坐标旋转的方法来解耦有一定的新意。
(2)提出了交流调压电路的触发稳定性问题。分析了三相交流调压电路的有限状态机模型和移相范围，并以此为准分析了现有的触发方案，即电压同步双脉冲出触发、电压同步宽脉冲触发。最后确认了电压同步的宽脉冲触发方案更好。并通过仿真实验验证了上述结论。
(3)研究了交流调压鼠笼式异步电动机的恒流控制问题。将PID控制器应用于该控制系统，并给出了详细的设计过程。

目录 17000字
摘要 Ⅲ
ABSTRACT V
第一章 绪论 - 1 -
1.1引言 - 1 -
1.2鼠笼式异步电动机的常用启动方法 - 1 -
1.2.1鼠笼式异步电动机的降压启动 - 1 -
1.2.2 Y一△降压启动 - 2 -
1.2.3自耦变压器降压启动 - 2 -
1.2.4转子串电阻启动 - 2 -
1.3鼠笼式异步电动机的软启动技术 - 2 -
1.3.1晶闸管交流调压软启动 - 3 -
1.3.2分级变频软启动 - 4 -
1.3.3三相交流异步电动机各种启动方法的比较 - 5 -
1.4本文的主要内容 - 5 -
第2章 交流调压软启动电路的触发方案的研究 - 7 -
2.1三相交流调压电路的主电路结构和工作原理 - 7 -
2.1.1三相交流调压软启动电路的主电路结构 - 7 -
2.1.2三相交流调压软启动器的调节原理 - 7 -
2.1.3三相交流调压软启动电路的移相范围 - 9 -
2.2电压同步双脉冲触发方案 - 12 -
2.2.1电压同步双脉冲触发方案的组成 - 12 -
2.2.2六路触发方案和三路触发方案 - 12 -
2.2.3触发脉冲的宽度对调压电路的影响 - 13 -
2.2.4电压同步双脉冲触发方案的稳定性 - 15 -
2.3交流调压软启动电路触发方案的改进 - 19 -
2.3.1电压同步宽脉冲触发方案 - 19 -
2.4交流调压软启动电路触发方案的仿真与结果 - 19 -
2.4.1电压同步双脉冲触发方案的仿真波形 - 20 -
2.4.2电压同步宽脉冲触发方案的仿真波形 - 21 -
第3章 起动电路的建模与仿真 - 23 -
3.1移相式交流调压软起动电路中鼠笼式异步电机的三种工作模式分析 - 23 -
3.1.1三相导通模式 - 23 -
3.1.2两相导通模式 - 25 -
3.1.3三相全不通模式 - 28 -
3.2异步电机仿真的“simulink模型” - 28 -
3．3交流调压软起动电的仿真 - 30 -
第4章 交流调压鼠笼式电机软启动的恒流控制方法研究 - 33 -
4.1PID控制器的设计 - 34 -
4.1.1PlD控制器的结构 - 34 -
4.1.2 PID参数的整定方法 - 34 -
4.2闭环系统中电压同步宽脉冲触发的电机启动可靠性 - 37 -
参考文献 - 39 -
致谢 - 40 -