應用技術(shù)學院畢業(yè)設計開題報告交流電動機軟啟動器研究與設計.doc

1、應用技術(shù)學院畢業(yè)設計開題報告交流電動機軟啟動器研究與設計 此報告應在指導教師指 導下，由學生在畢業(yè)設計（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導教師簽 署意見及所在專業(yè)審查后生效。2開題報告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按此電子文檔標 準格式打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應及時交給指導 教師簽署意見。3“文獻綜述”應按論文的格式成文，并直接書寫（或打印） 在本開題報告第一欄目內(nèi)， 學生寫文獻綜述的參考文獻應不少于 15 篇（不包括辭典、手冊） ，其中至少應包括 1 篇外文資料；對于重 要的參考文獻應附原件復印件，作為附件裝訂在開題報告的最后。4.統(tǒng)一用A4紙，并裝訂單獨成冊，隨畢業(yè)設計說明書等 資料

2、裝入文件袋中。業(yè)設計（論文）開題報1.文獻綜述：結(jié)合畢業(yè)設計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻資料, 每人撰寫3000字左右的文獻綜述，文后應列出所查閱的文獻資料。文獻綜述、引言我國目前全部電力消耗中，電動機的電能消耗占60-70在電動機中，交流異步 電動機有結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、價格便宜、體積小、維護方便等特點。成為現(xiàn)在傳動工程中最常用的動力來源，但是，如果這些電動機連接電源直接啟動的話，會產(chǎn)生較大 的啟動電流，通常會達到電動機額定電流5-8倍，甚至更高。在許多環(huán)境中啟動電流 過大時，會對整個傳動系統(tǒng)產(chǎn)生不良影響。所以為了滿足電動機自身啟動條件，負載 傳動機械工藝要求，保護用電設備正常工作需要，

3、應當在電動機啟動過程中降低啟動 電流沖擊與轉(zhuǎn)矩沖擊。所以為降低啟動電流，要使用啟動輔助裝置，一般的啟動輔助裝置有定子串電阻 啟動裝置、定子串電抗器啟動裝置、轉(zhuǎn)子串電阻啟動裝置、自耦變壓器啟動器、磁挖 式啟動器、星三角啟動器等，但一般啟動輔助裝置體積笨重和啟動電流與機戒沖擊仍 然過大，隨著電力電子技術(shù)與現(xiàn)代控制技術(shù)發(fā)展，出現(xiàn)了新型的啟動裝置，晶閘管電 動機軟啟動器和變頻調(diào)速器。由于變頻器其電氣特性、復雜性和價格因素決定了其主要適用于電動機調(diào)速領(lǐng)域, 不單純用于電動機啟動控制。晶閘管電動機軟啟動器被稱為固態(tài)電子式軟啟動器和可控硅電動機軟啟動器，它 是一種集電動機軟啟動、軟停車、輕載節(jié)能和多種保護功

4、能于一體的新穎電動機控制 裝置，它有效解決了電動機啟動過程中電流沖擊過大和轉(zhuǎn)矩沖擊過大的問題，還可以 根據(jù)應用條件不同來設置其工作狀態(tài)，具有較強的適用性和靈活性，從而引起了人們 廣泛重視，伴隨著經(jīng)濟快速增長和科技的進步，智能控制系統(tǒng)變得越來越重要，所以 也提出了更高的要求，因此電動機的軟起動器正在得到越來越廣泛的應用。二、總體設計電動機智能軟啟動控制系統(tǒng)由單片機構(gòu)成主控核心部分，進行主要的信息處理,接收外部操作指令形成各種控制信號，并完成對于各種信息的記錄和處理；接口電路提供單片機與外部電路接口。主電路中包括電壓檢測電路、三相晶閘管部分、電流檢測電路、功率因數(shù)角檢測電路、電源變壓器等。主電路部

5、分結(jié)構(gòu)比較簡單，主要采用晶閘管調(diào)壓原理完成軟啟動器的各項功能。三相異步電動機的晶閘管調(diào)壓系統(tǒng)主回路的接法有多種，最常用的控制方案是將六個反并聯(lián)的晶閘管分別串接在電動機的三相線圈上，這種連接方法由于各相波形對稱,輸出電壓不含偶次諧波，諧波比較少，因此功率可以做的較大，調(diào)速性能也比較優(yōu)越,本系統(tǒng)采用這種典型的調(diào)壓電路，控制系統(tǒng)主回路電路圖中所有晶閘管兩端并聯(lián)的開關(guān)K是同時斷開或者閉合，開關(guān)工作情況如下：電動機軟啟動開始時K都處于斷開狀態(tài),當啟動完畢時所有的開關(guān)K閉合，軟啟動器旁路，即啟動完畢后軟啟動器退出運行狀態(tài)，軟停機開始時開關(guān)K又斷開，軟啟動器又進入停機運行狀態(tài)，如此循環(huán)重復，實際系統(tǒng)中用微機

6、控制的一個三相旁路繼電器來實現(xiàn)開關(guān)的功能。1、電壓檢測電路電壓檢測電路主要實現(xiàn)2個功能：(1)同步信號檢測功能 時刻開始采樣，該采樣值作為晶閘管脈沖觸發(fā)信號的同步信號,在三相交流電壓的過零;(2)三相交流電壓信號經(jīng)過變壓器降壓后，通過整流電路轉(zhuǎn)換成直流信號，再經(jīng)A/ D轉(zhuǎn)換送入到單片機，作為電壓負反饋調(diào)節(jié)、故障診斷、過電壓和欠電壓保護的實時電壓測量值。由于軟啟動控制器必須在1個電壓周期內(nèi)控制可控硅的導通角，即通過確定電壓波形的過零點，延時一段時間后輸出觸發(fā)信號控制其導通角。電壓波形的過零點通過同步信號電路檢測獲得。2、三相晶閘管部分其中，每相電路都由兩只晶閘管反并聯(lián)構(gòu)成，并且有阻容吸收電路 。

7、單片機給出的控制信號，經(jīng)脈沖變壓器送出一定脈寬的脈沖信號驅(qū)動晶閘管的導通，并通過導通角改變加在電動機的電壓大小。其中，脈沖的同步由上述同步信號電路產(chǎn)生，而脈沖的移相、形成和輸出則由單片機完成。晶閘管觸發(fā)電路采用絕緣強度高、隔離效果好的脈沖變壓器(PTR),共有6路,1個周期內(nèi)輸出6路相角差為60°的6個驅(qū)動信號。3、功率因數(shù)角檢測電路由于晶閘管截止時意味著沒有電流通過，即電流為零，因此晶閘管截止時刻與電 源電壓即同步信號過零時刻間的相位差代表著電動機的續(xù)流角度，即可測得功率因數(shù)4、電流檢測部分通過電流互感器檢測電動機的三相電流， 將電流信息送入單片機中，作為過流保護、 電流顯示等的依

8、據(jù)。另一方面同樣檢測電流的相位信號5、電源變壓器通過變壓器變壓，為控制電路板提供低電源。2許大中、賀益康.電機控制.浙江大學出版社，20_23胡虞生、胡敏強.電機學.中國電路出版社，20_5.4王兆安、黃俊.電力電子技術(shù).機械工業(yè)出版社，1986.余洪明.“軟起動”的由來與應用.電工技術(shù)2許大中、賀益康.電機控制.浙江大學出版社，20_23胡虞生、胡敏強.電機學.中國電路出版社，20_5.4王兆安、黃俊.電力電子技術(shù).機械工業(yè)出版社，1986.余洪明.“軟起動”的由來與應用.電工技術(shù).20_1年第6期678陳伯時.電力拖動自動控制系統(tǒng).北京:機械工業(yè)出版社1999張文生，劉耀年，張玉吸.異步電

9、動機智能軟起動器及其應用.電工技術(shù).20_年 第 11期劉美俊.異步電動機智能軟起動技術(shù)及其應用.電工技術(shù)20_1年第5期。9許宏綱，徐方逸.軟起動器及其應用.電世界。1999年第5期10曾毅.現(xiàn)代運動控制系統(tǒng)工思北京：機械工業(yè)出版社20_611胡崇岳.交流調(diào)速技術(shù).北京:機械工業(yè)出版社20_412崔永和，楊成德.軟啟動器性能對比與探討.電氣開關(guān)20_1年第6期13林鋼等.常用電子元器件.北京：機械工業(yè)出版社20_414張浩，韋忠朝.8OC196K單片機控制的電子軟啟動器硬件設計.電機電器技術(shù)15 G urka nZ engino buz,ls ikC adirci,M uammerE mus

10、,So ftS tart ingo fL arge Inducti onM otors業(yè)設計（論文）開題報告參考文獻1劉利、王棟.電動機軟啟動器實用技術(shù).中國電力出版社，2021年 1月12.開題報告：一、課題的目的與意義；二、課題發(fā)展現(xiàn)狀和前景展望; 課題主要內(nèi)容和要求；四、研究方法、步驟和措施開題報告一.課題的目的與意義隨著當今社會的飛速發(fā)展，現(xiàn)代科技的日新月異，智能控制系統(tǒng)得到了越來越廣泛的應用，如：生產(chǎn)過程的自動化，各種遙控系統(tǒng)等。這也給我們提出了更多更高的要求, 如對電網(wǎng)的波動性、執(zhí)行機構(gòu)的智能配套等要求越來越嚴格。作為重要驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)的 電動機，其調(diào)速和控制技術(shù)也越來越受到人們的重

11、視，尤其是三相籠型異步電動機因具 有結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、維修方便、價格便宜以及慣性小等優(yōu)點而被廣泛應用于工業(yè)、 農(nóng)業(yè)和交通運輸?shù)阮I(lǐng)域.隨著各領(lǐng)域生產(chǎn)機械的不斷更新和發(fā)展，對電動機的啟動性能要 求越來越高。軟啟動器因為啟動電流小、節(jié)約能源以及減少了對機械的啟動沖擊，而廣泛應用于 三相籠型異步電動機的啟動中。傳統(tǒng)的降壓啟動方法基本上是靠單純的降低電壓來啟動 電動機的，啟動轉(zhuǎn)矩很小，不適用于恒轉(zhuǎn)矩啟動?；诜旨壸冾l理論的高轉(zhuǎn)矩軟啟動器, 從根本上解決了電動機控制中存在的一些難題，特別是解決了大容量電動機恒轉(zhuǎn)矩啟動 的問題，與傳統(tǒng)的軟啟動方式相比提高了其轉(zhuǎn)矩特性，與變頻器軟啟動方式相比又降低 了成本。

12、二.課題發(fā)展現(xiàn)狀和前景展望1)國內(nèi)軟啟動現(xiàn)狀我國對晶閘管軟啟動器的研究始于90年代，一些研究機構(gòu)對此技術(shù)有一定研究成 果。國內(nèi)全數(shù)字晶閘管軟啟動產(chǎn)品的生產(chǎn)廠家， 其產(chǎn)品均是對國外產(chǎn)品一定程度的仿制, 而且多為低壓產(chǎn)品，自己研制生產(chǎn)的高壓軟啟動裝置基本上處于起步階段。技術(shù)狀況如軟啟動器的整機技術(shù)落后；軟啟動產(chǎn)品所用半導體功率器件制造業(yè)幾乎是空白，尤其是高電壓、大電流的電 力電子器件諸如門級可關(guān)斷(GTO)晶閘管、絕緣柵雙級晶體管(IGBT)、門極換流晶閘管 (GCT)等尚未研制成功。相關(guān)配套產(chǎn)業(yè)及行業(yè)落后?？煽啃约肮I(yè)水平低。我國電動機軟啟動裝置方面需要電動機啟動調(diào)速，而資金、技術(shù)不十分雄厚的企

13、業(yè)，采 用國外變頻啟動調(diào)速價格十分昂貴，而且進口晶閘管元器件使用一段時間后特性參數(shù)會 發(fā)生變化導致整串元器件損壞。2)國外軟啟動技術(shù)現(xiàn)狀國外的一些學者及大公司都在致力于開發(fā)適合普通三相異步電機的專用軟啟動控制 器，很多學者在這方面做了大量工作。國外軟啟動的產(chǎn)品主要是固態(tài)軟啟動裝置，即晶 閘管軟啟動和兼做軟啟動的變頻器。在生產(chǎn)工藝有調(diào)速需求時，采用變頻裝置，無調(diào)速 要求的場合，輕載啟動采用晶閘管軟啟動，負載功率比較大或重載啟動的場合采用變頻軟啟動，晶閘管軟啟動裝置是發(fā)達國家的主流產(chǎn)品。自1970年以來，國外對晶閘管三相交流調(diào)壓技術(shù)進行了廣泛研究，在工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛應用，在某些領(lǐng)域應用顯示出獨特

14、的技術(shù)優(yōu)勢。如，美國AB公司生產(chǎn)的 315-20_KW的交流調(diào)壓式電力電子軟啟動器。英國的 CT公司，法國的TE公司，德國的AEG公司以及歐洲的ABB公司等均推出了軟啟動器系列產(chǎn)品。控制理論和微電子技術(shù)的發(fā)展。矢量控制、磁通控制、轉(zhuǎn)矩控制、模糊控制等新的控制理論為高性能的變頻器和軟啟動器提供了理論基礎，16位、32位高速微處理器，信 號處理器DSP專用集成電路ASIC的快速發(fā)展為實現(xiàn)軟啟動器高精度多功能化提供了途 徑。從短期來看，軟起動將仍然以各種形式的降壓軟起動為它的主要形式。從理論上說,性能價格比高的產(chǎn)品將占有更大的市場份額。但是，在各種應用場合，人們對于各種性 能的側(cè)重面部同，使各類起動

15、產(chǎn)品在市場上都可能會贏的自己的一席之地。從長遠來看變頻軟起動將成為軟起動的主流。各種形式的降壓軟起動將與星三角起 動技術(shù)一起歸為傳統(tǒng)的起動技術(shù)。另外，隨著變頻器的價格下降，可靠性的進一步提高, 也隨著技術(shù)人員水平的提高，僅僅為軟起動而選用變頻器將不再會被認為是一種奢侈。三?課題的主要內(nèi)容及要求針對交流電動機軟起動的技術(shù)要求，擬設計一種集電動機軟起動、軟停車、輕載節(jié)能和多種保護功能于一體的新穎交流電動機控制裝置。設計主要內(nèi)容包括:、查閱相關(guān)資料了解交流電動機軟起動器的工作原理;、設計方案論證、比較及確定；、設計硬件電路及仿真；、元器件選型及有關(guān)計算5 、完成說明書及圖紙。四.研究方法、步驟和措施

16、通過查閱利用各種文獻資料，利用實驗室現(xiàn)有的設備，本次畢業(yè)設計按照以下步驟 進行:根據(jù)所做課題，查閱有關(guān)資料寫好文獻綜述和開題報告；根據(jù)課題內(nèi)容，查閱相關(guān)資料，相關(guān)課題，確定課題的總體方案;系統(tǒng)軟件總體結(jié)構(gòu)設計;各模塊程序設計及部分程序調(diào)試;對系統(tǒng)的軟硬件進行聯(lián)調(diào);撰寫說明書;整理資料，準備答辯。業(yè)設計（論文）開題報告指導教師意見:1對“文獻綜述”的評語:2.對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設計（論文）結(jié)果的預測:指導教師:所在專業(yè)審查意見:負責人：年 月 日業(yè)業(yè)會片論文論機成功終論文文稿，！單模單T二二Q三占i!基基基！基基MOKT#;wplliscwwrwwlTnrmTnrwnwn#;

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