基于matlab三相交流异步电动机软起动性能分析

郑春香

摘要：分析了三相异步电动机的起动特性，基于matlab仿真软件对三相异步电动机直接起动和软起动的起动性能进行仿真。系统采用晶闸管交流调压电路作为软起动的主电路，控制回路由电流负反馈组成，构建了软起动仿真模型。仿真结果表明，限流部分采用电流反馈的闭环控制方法可以达到预期的控制效果，使电动机平稳可靠地起动。

关键词：三相异步电动机；软起动；仿真分析

中图分类号：TM343 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）31-7507-05

Abstract：Starting characteristics of the three-phase asynchronous motor is analyzed based on the Matlab. The main circuit of thyristor AC voltage regulation circuit is used as the soft start， the current negative feedback control and soft start simulation model is built.Simulation results show that the limiting part adopts closed loop control method of current feedback can achieve the expected control effect， which makes the motor smoothly and reliably start.

Key words： three-phase asynchronous motor， soft-start， simulation analysis

1 概述

作为各种机械设备动力装置的电动机，已经被普遍的应用于社会生产各个部门和各个方面。直流电动机因为无法解决电流的换向问题，已经远远不能解决现代生产向快速大功率化发展的问题。两个相比较一下，交流电机的性能更优异，特别是三相异步电动机具有简易的结构、经济、使用比较长久等优点稳态和动态特性都比较好，所以异步电动机在生产中扮演着越来越重要的角色。

当电机功率增大时，产生的冲击电流会对电网及负载设备造成很强的干扰，甚至会影响机械设备的寿命。为了解决这个问题，异步电机常使用降压起动的方法来改良其起动的特性。传统的降压起动方法在很大程度上减小了大电流对电网的冲击，但是传统的降压起动有以下缺点：如起动电流不连续、接触器触点不好控制等问题。软起动器成功实现无机械触点和连续调节电流，在软起动时，起动电流一般为额定电流的1.5-2.5倍，几乎不对机械设备造成冲击。该文对异步电机起动性能进行分析，基于matlab构建软起动仿真模型，并进行分析。

2 三相异步电动机的起动特性研究

三相异步电动机从接入电网开始，转速从零上升到稳定转速的这一段过程称为起动过程。体现异步电动机起动性能的指标有：起动转矩、起动电流、起动时间以及起动设备，因此在电机的起动过程中，我们希望电动机起动转矩足够大，起动电流比较小，起动时间尽可能缩短，起动设备尽量安全简单。

2.1 三相异步电动机的等效模型

4 结论

异步电动机直接起动方式大多是靠接触器切换电压来达到降压的目的，缺点存在明显，是无法从根本上解决起动瞬间电流尖峰的危害，但其没有谐波污染。软起动具有直接起动不可比拟的优势，首先起动电流可控制在限定范围以内，且对设备无冲击转矩、对电网无冲击电流，对其他设备的影响非常小，还可满足不同的负载起动特性。最大的缺点是由于采用晶闸管移相控制，故会产生高次谐波，影响其他设备的用电质量。

在选择三相异步电动机的起动方式时，在供电电网和负载两方面都允许的前提下，优先考虑直接起动。在为了限制电流冲击，以及保证电网的供电可靠的场合，就得采取降压起动方式。但对于想要改善工艺和提高自身效益的工矿企业，在投资允许的条件下，就应采用软起动方式。

参考文献：

[1] 张水利，李付亮.电机与电力拖动[M].北京：北京理工大学出版社，2007.

[2] 顾绳谷.电机及拖动基础[M].北京：机械工业出版社，2007.

[3] 薛定宇，陈阳泉.基于 MATLAB/Simulink 的系统仿真技术与应用[M].北京：北京清华大学出版社，2002：32-38.

[4] 董甲东.带式输送机软起动动力学模型分析与仿真[J].煤矿机械，2013，34（3）：47-49.

[5] 纪志成，薛花，沈艳霞.基于matlab交流异步电动机矢量控制系统的仿真建模[J].系统仿真学报， 2004，16（3）：384-389.