基于DSP的异步电动机节能软起动器的研究

【摘要】： 电机直接启动时产生几倍于额定电流的冲击电流，不仅对电网造成不良影响，而且严重的影响电机的使用寿命。为了改善电机的启动特性，在电机领域采用由晶闸管控制的电机软启动器，基于电机软启动器的优良特性，本文提出了一种基于高速数字处理器TMS320LF2407A的高性能的异步电动机软起动器。 异步电机在轻载运行时，功率损耗增大，功率因数和效率都大大降低，造成了大量电能的浪费。本文从理论上分析了影响损耗的各种因素，提出了降压节能方案，然后进行了相关实验验证方案效果。 本文利用MATLAB搭建了软起动器系统的仿真模型，对软起动的控制方式进行了仿真研究。仿真结果表明该软起动器系统可以有效地减小异步电动机起动时对电网的冲击。本文同时也阐述了晶闸管调压电路及软起动器主电路的工作原理、软起动器的硬件结构和功能以及软件设计。 利用TMS320LF2407A和89S52组成的双CPU系统，研制了性能优良、操作简易、界面清晰的三相异步电动机软启动器，本文给出了系统的硬件结构、软件设计思想和相关的实验曲线。实验证明，系统具有良好的控制特性。 【关键词】：软起动 节能 晶闸管
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TM343;TM573
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-11
• 1.1 异步电动机的起动问题8
• 1.2 异步电动机节能软起动控制器简介8
• 1.3 异步电动机节能软起动控制器的研究现状8-9
• 1.4 本课题的研究内容9-11
• 2 节能软起动控制器的理论分析11-27
• 2.1 三相异步电动机的各种起动方式的比较11-17
• 2.1.1 直接起动11-12
• 2.1.2 传统减压起动12-16
• 2.1.3 软起动16
• 2.1.4 各种方法的对比16-17
• 2.2 电动机软起动的原理及分析17-22
• 2.2.1 晶闸管调压原理17-19
• 2.2.2 软起动的起动方式19-22
• 2.2.3 软起动器的运行模式22
• 2.3 电动机节能理论分析22-24
• 2.3.1 异步电动机效率低下的主要原因22-23
• 2.3.2 降压节能及技术分析23-24
• 2.4 各种节能方法比较24-27
• 2.4.1 最小电流控制min I_s24-25
• 2.4.2 最小有功功率控制min P_(in)25
• 2.4.3 最小功率因数角控制minφ25
• 2.4.4 恒功率因数角控制constφ25-27
• 3 节能软起动控制器系统的仿真27-36
• 3.1 负载端电压与触发角α之间的关系27-31
• 3.2 节能软起动控制系统的仿真31-35
• 3.3 本章小结35-36
• 4 节能软起动控制器的软、硬件设计36-55
• 4.1 节能软起动控制器的硬件设计36-46
• 4.1.1 TMS320LF2407A DSP介绍36-38
• 4.1.2 DSP最小系统38-40
• 4.1.3 节能软起动控制器主电路的设计40-41
• 4.1.4 通讯单元电路设计41-42
• 4.1.5 电源模块设计42-44
• 4.1.6 触发电路设计44-45
• 4.1.7 保护电路设计45-46
• 4.2 节能软起动控制器的软件设计46-53
• 4.2.1 DSP开发系统46-48
• 4.2.2 各部分程序的实现48-53
• 4.3 节能软起动控制系统的抗干扰措施53-55
• 4.3.1 硬件抗干扰措施53-54
• 4.3.2 软件抗干扰措施54-55
• 5 试验结果分析55-58
• 5.1 软起动波形分析55-56
• 5.2 节能效果56-57
• 5.3 本章小结57-58
• 结论58-59
• 参考文献59-61
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况61-62
• 致谢62-63

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