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1、三相异步电动机起动系统研究及仿真【摘 要】随着异步电动机作为重要的动力设备在社会各行各业的广泛应用，研究三相鼠笼式异步电动机在各种起动方式下的起动性能就显得尤为重要。为获得较好的起动效果，在对笼型异步电机进行深入分析的基础上，利用 Matlab 中的 Simulink 仿真工具对异步电动机的直接起动、定子串电抗降压起动、自耦变压器降压起动和变频起动等起动方式进行动态仿真。通过对起动过程中电机的定子电流、起动转矩和转子转速进行检测，得出各种起动方式下电流时间、转矩时间和转速时间的特性曲线，从而比较不同起动方式的起动性能优劣。异步电动机变频起动后，使起动电流大大减小，起动时对电网的冲击效应较小，并
2、且使异步电动机起动转矩尽可能大，缩短了起动时间，从而克服了传统起动的弊端。关键词：笼形异步电动机；起动方式；定子电流；起动转矩；变频起动三相异步电动机起动系统研究及仿真【Abstract 】With asynchronous motor as an important power equipment widely used in various sectors in society, study asynchronous motors starting capability in various starting methods is particularly important. In or
3、der to obtain better results of starting, through Matlab programming, we simulate the direct starting method, series reactance of stator starting method, transformer starting method and frequency conversion starting method. We detecting the stator current, starting torquen and the rotor speed., then
4、 we draw the current-time, torque-time and speed-time map of characteristics under different circumstances. The asynchronous motor starter with frequency conversion greatly reduces the starting current and the impact on the power system .What is more , it make the starting torque of the asynchronous
5、 motor as big as possible, shortening the start-up time , overcoming the drawbacks of conventional startup, and saving energy.Key Words: asynchronous motor；various starting methods；stator current；starting torque；frequency start三相异步电动机起动系统研究及仿真目录1 引言 .11.1 三相异步电动机起动研究的意义 .11.2 三相异步电动机的起动分类及其发展方向 .11.
6、3 变频起动的发展 .22 Matlab/Simulink 仿真工具 .32.1 MATLAB 语言 .32.2 SIMULINK 仿真工具 .32.3 算法选择 .43 鼠笼式异步电动机的物理结构 .63.1 笼型异步电动机基本结构 .63.2 笼型异步电动机主要形式 .94 异步电动机起动原理分析 .104.1 起动理论分析 .104.1.1 起动的基本要求 .104.1.2 起动电流过大的危害 .114.2 转矩特性和电磁关系分析 .114.2.1 转矩平衡方程式 .114.2.2 电磁转矩表达式 .124.2.3 起动转矩 .124.2.4 机械特性 .125 笼型异步电动机的起动方式
7、 .145.1 传统起动技术 .145.1.1 直接起动 .145.1.2 降压起动 .155.1.2.1 定子绕组串电阻或串电抗降压起动 .155.1.2.2 自耦变压器降压起动 .185.1.2.3 星形-三角形（-）降压起动 .205.1.2.4 延边三角形降压起动 .225.2 软起动技术 .235.2.1 软起动技术概述 .235.2.2 传统起动方式与软起动比较 .255.2.3 软起动分类 .255.2.4 软起动器常用的起动方式 .26三相异步电动机起动系统研究及仿真5.3 变频起动 .275.3.1 变频起动的背景 .275.3.2 变频起动的原理 .275.3.3 变频起动
8、的优点 .296 变频起动编程的数学建模 .317 利用 Matlab 对变频起动进行编程 .327.1 编程思路 .327.2 Matlab 主程序 .327.3 Matlab 子程序 .337.4 程序调试 .348 笼型异步电动机的 Matlab 仿真 .358.1 各种起动方式下的 MATLAB 仿真分析 .358.1.1异步电动 机直接起动仿真 .358.1.2 异步电动机定子串电抗起动仿真 .378.1.3 异步电动机自耦变压器降压起动仿真 .418.1.4 异步电动机变频起动仿真 .438.2 各种起动方式性能比较 .459 工作总结 .46致谢 .47参考文献 .48三相异步电动机起动系统研究及仿真11引言1.1三相异步电动机起动研究的意义电动机作为重要的动力装置，已被广泛用于工业、农业、交通运输、国防军事设施以及日常生活中。与电机配套的控制设备的性能已经成为用户关注的焦点。电机的控制包括电机的起动、调速和制动。异步电动机由于具有结构简单、体积小、价格低廉、运行可靠、维修方便、运行效率较高、工作特性较好等优点，因而在电力拖动平台上得到了广泛应用。据统计，其耗电量约占全国发电量的40%左右。当电机并入电网时，电机转速从静止加速到额定转速的过程称为电机的起动过程。异步电动机的起动性能最重要的是起动电流和起动转矩。因此在电机的起动过程中，如何降低起动电流，
