基于和利时PLC的交流电机模糊软启动实验系统设计
基于模糊控制的交流电机软启动设计及仿真
控 制方 式 ，即 以检 测 到 的 电流与 期望 值之 差 和其 偏差 变
化 率 作 为 输 入 量 ．依 据 已 建 立 起 来 的 控 制 法 则 进 行 动 作
导通 角之 间 没有 精确 的数 学模 型 ，因此本 文采 用 模糊 控
摘
要 ：论 文 研 究 了 一 种 新 型 智 能 化 交 流 电 机 软 启 动 器 ， 运 用 模 糊 控 制 技 术 实现 限 流 启 动 方 式 。 该 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 启 动 器
采 用 二 维模 糊控 制 器 ．以 电流偏 差 Ｅ和 电 流偏 差 变化 率 Ｅ Ｃ 为 输入 信 号 ，以晶 闸 管导通 角为 输 出信
第２ ６卷 第 ５期 ２ ０ １ ３年 ９月
文 章 编 号 ：１ ０ ０ ２ — ６ ６ ７ ３（ ２ ０ １ ３ ）０ ５ － ０ ９ １ － ０ ３
Ｄｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ＆Ｉ ｎ ｎ ｏ ｖ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｒ ｙ＆ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉｃ ｒ ａ ｌ Ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｓ
性 ，精 确 地 计算 模 糊控 制 器 的输 出。本 系 统偏 差 Ｅ、偏
差变 化率 Ｅ Ｃ 以 及 输 出 变 量 Ｕ 的 隶 属 函 数 均 采 用 三 角 隶
属 函数 。图 ２为 电 流偏 差 Ｅ的隶属 函数 。
机 电 产 品 开 崖
新
Ｖｏ １ ． ２ ６， Ｎｏ． ５
Ｓｅｐ ． ， ２０１ ３
基 于模糊 控制 的交流 电机软启动设计及仿真
王 付 鹏 ，王 金 光 ，李 思 国
（ １ ． ９ １ ２ ８ ５部 队 ；２ ． ９ １ ２ ０ ２部 队 ；３ ． 大 连庆 鸿科 技有 限公 司 ，辽 宁 大 连 １ １ ６ ０ ２ ３ ）
基于模糊控制的交流电机软起动器研究
机直接全压起动时的大电流在 电机定子线圈 和转 子 鼠笼条上产生很 大 的冲击 力 ， 会破坏 绕组绝缘 和造
成鼠笼条断裂， 引起电机故障， 大电流还会产生大量 的焦耳热 ， 损伤绕组绝缘 ， 减少电机 寿命 。
２ 近年来常用的软起 动方法［ １ ］
２ １ 晶闸管 串联技 术 的 电机 软起 动装 置 ．
过门槛值 的情况造成起动失败 。
另外 ， 起动 时 产 生 的操 作 过 电压 会 对 电 机 的 绝缘 造成很 大 伤 害 ； 大 的起 动 转 矩 冲 击 对 电机 较
这种 方法 要优 于 串电阻 和 自耦 变压 器 等传统 的降 压起动 方式 ， 但对 元 器 件 特 性 参 数 的 一致 性 要求很 高 。另 外 ， 使 用 一 段 时 间后 ，元 器 件 的 在 参数 还 会 发 生 变 化 ，使 元 器 件 的均 压性 能 降低 ，
随着现代工业 的发展 ， 三相 异 步电动机 以其低 成本、 高可靠性 和易维护等 特点 ， 被广泛采 用。但 是 它在直接启动 时 ， 电流会 达 到额定 电流 的 ５ ～７倍 。 当电动机容量 相对较 大时 ， 该起 动 电流将 引起 电网 电压急剧下 降， 结果会 破坏 同 电网其它设 备 的正 其
常运行 ， 甚至引起电网失 去稳定 ， 造成 大的事故 。电
低 ， 别 是 中、 压 电机 软 起 动 装 置 ， 旦 元 器件 特 高 一
损坏 ， 用户 很难 修 复 。
２ ２ 液态 电 阻软起 动 ．
此方式为能量损 耗 型降压 起动 ， 动 时把 大量 起 的能量消耗在 水 电阻上 ， 然后 逐渐 向电动机 转移 能
电机软启动控制系统设计
目录1概述 (2)1.1研究的背景和意义 (2)1.2传统启动方式的介绍 (3)1.3软启动的技术发展和现状 (3)2.方案论证 (5)2.1软启动方式 (5)2.2晶闸管调压原理 (7)3系统设计 (11)3.1系统设计框图 (11)3.2主电路和控制电路 (12)3.3单片机的选择 (13)3.4电源电路 (14)3.4检测电路 (15)3.5触发电路 (17)3.6旁路电路 (18)3.7键盘和显示 (20)3.8通信设计 (21)4系统软件设计 (23)4.1系统软件设计主流程图 (23)4.2系统初始化程序设计 (24)4.3模拟信号采集及处理程序 ..................................................... 错误!未定义书签。
4.4晶闸管脉冲信号子程序......................................................... 错误!未定义书签。
4.5软启动子程序设计 (24)4.6故障处理子程序设计 (26)4.8通信串口子程序.................................................................... 错误!未定义书签。
4.9按键和显示子程序 ................................................................ 错误!未定义书签。
结论 (27)致谢 (28)参考文献 (29)附录A主电路和控制电路 (31)附录B控制电路接线图 (32)附录C原件清单 (34)1概述电机是工农业和交通运输行业中重要设备，应用的行业十分广泛。
电机作为重要的动力装置，因其结构简单、体积可大可小、价格便宜、维护方便、易于制造的特点，所以电机广泛的应用于日常生活中和工业生产中。
在交流电机的启动控制上，常用的启动方式有：全压直接启动和降压启动。
交流电机软起动及功率因数补偿控制装置设计
交流电机软起动及功率因数补偿控制装置设
计
交流电机常常需要软起动，能够降低启动时电流的冲击，减小机器的损耗和提高起动的安全性。
另外，在交流电机的工作过程中，一般存在着功率因数偏低的现象，这时候需要使用功率因数补偿控制装置来改善功率因数问题。
一、软起动装置设计
1、选用电源接线方式：选用三相三线，这种方式可靠性高，实现简单，材料成本低。
2、选用变压器选择：选用软起动用变压器，降低了电机的起动电流，减小了设备的损耗，可有效保护电机。
3、选用直流电源：选择直流电源可以保证系统的运行稳定，避免电源电压的不规范。
4、控制：控制方式一般为PLC，可控性强，系统运行稳定，可实现多种操作模式。
二、功率因数补偿控制装置设计
1、选用电容器：电容器的容量是按照负载的需求来确定，一般容量是负载功率的10%-20%。
2、电容器参数的选取：负载功率、电动机的电压大小和电网电压大小都是选择电容器参数的主要参考指标。
3、接线方式：采用星型接法，可通过铁心绕组内部接线，耦合效果好，电容器电压较低，不易烧毁。
4、控制方式：采用静态实时补偿方式，设定补偿容量的大小，并通过控制开关进行运行，在负载变化时动态调整补偿容量。
总结：以上是交流电机软起动及功率因数补偿控制装置设计的一些基本步骤。
在实际工程应用中，我们需要根据实际情况进行设计，确保设备运行的稳定可靠。
通过软起动和功率因数补偿控制，能够有
效地提高设备的使用效率和节约能源，降低生产成本，具有重要的实际应用价值。
基于交流电动机软启动器技术的研究
软起动器 的主电路 ，一般也 由六 只正反 向并联 的单向晶闸管组成 ，
在三相调压 电路上并联有旁路 接触器 的三组 主触点 。 旁路接触器一般均 由用户外置 ，由控制线路 控制其 通断 ，部分 中 、 小 功率软起动器机型 ， 也有装置 内部 自 置旁路接触器 的 ， 外 围控制线路 也相 对简化。 控制板 是以单片机 （ 或称 Ｃ Ｐ Ｕ） 为核心 的由模拟 及数字集成 电路 构成 的控制 电路 ，包括 Ｃ Ｐ Ｕ的基本 电路 、同步信号 电路 、输入 电压 、 输 出电流检 测电路 、脉 冲触发 电路 ，控制端子 （ 模拟 、数 字输入／ 输出
电机 平 稳 起 动 。
转数逐渐下 降到零 ， 避免转矩 冲击 。
２ ． ２软 起 动 器 电路 构 成
（ ２ ） 缺 相保护 功能 ：工作 时 ， 软起动器 随时检测 相线 电流 的变 化， 一旦发生断 流，即可做 出缺相保护反应 。 （ ３ ） 无 冲击 电流。软起动器 在起动 电机 时 ， 通过逐渐增 大晶闸管 导通角 ， 使电机起 动电流从零线性上升至设定值 ， 几 乎不 引起二 次冲击
系稳 定性，可选择软启动 器作为 电机的启停控制方式 ， 可有效提 高设 备使 用寿命 ，经济效益 明显。
１概述
选 用的软起 动额定参数不与实 际电机 匹配时 ， 为了使保 护功 能和显示参
数的正确， 应该重 新设定负载调节率。
实 际 电机 功 率 （ Ｐ ｓ ） 方法一 ：负载调节率 （ Ｋ Ｔ）＝ ％ 软起动器功率 （ Ｐ ｒ ）
方法二 ：负载调节 率 （ Ｋ Ｔ） ：
电机 的额定 电流
％
随着工业经济 的快 速发展 ， 电动机 已广泛应用于各个行业 ， 发挥 的 作用越来越大 ， 为更 好的发挥其 性能和使用寿命 ， 针对人们对转 动设备 的启动和运行 以及 到停止全程 的平稳性 、 机械稳定性 、 工艺上 的精密性 要求更高 ，同时对设备 的节能和控制要 求现代化水平越来越 高。因此 ，
基于模糊自适应控制的电动机软起动仿真
PE 电力电子年第期63基于模糊自适应控制的电动机软起动仿真贾媛佟威李红莲于瑛（西安建筑科技大学，西安710055）摘要本文针对三相异步电动机起动电流较大的问题，设计了一种软起动模糊自适应控制器。
软起动可以控制电动机的起动电流，减少起动过程中电流过大对电网和设备的损坏，保证电动机平稳运行。
据其起动特性，将电流误差和误差的变化率作为输入量，晶闸管的控制角作为输出量，设计出一种自调整比例因子的模糊自适应控制算法。
随后在Matlab 环境下仿真其控制性能，并且与常规的PID 控制方法和常规模糊控制方法进行比较，验证了模糊自适应控制算法的优越性。
关键词：软起动；异步电动机；模糊自适应；MatlabSimulation of Soft Startup C ontrol System for M otor Based on Fuzzy Adaptive C ontrolJia Y uan Tong W ei Li Honglia n Y u Y ing(Xi'an University of Architecture and Technology,Xi ’an 710055)Abst ract Considering the large startup current of induction motors ，this paper presents a fuzzyAdaptive control soft starting system.It can control startup current and avoid the inrush of the current for smooth running.According to the characteristic of induction motor ，taking current error and error change rate as input and the angle of thyristor as output ，the fuzzy Adaptive control model for the soft startup of induction motor is established by using fuzzy logical toolbox in Matlab pare in the traditional PID and traditional fuzzy control method ，self-adaptive fuzzy control method is superior.Key words ：soft-start ；asynchronous motor ；fuzzy-adaptive ；Matlab1引言三相异步电动机应用广泛，其结构简单，运行维护方便，成本低，寿命长，但其起动特性却一直不理想，起动电流是额定电流的5～7倍。
基于参数自整定模糊控制技术实现电机软启动控制系统的设计
基于参数自整定模糊控制技术实现电机软启动控制系统的设计1 引言三相异步电机应用广泛，但是直接全压启动时电流很大（6-8倍），传统的方法采用如Y-△转换、自耦变压器及定子回路串电抗等降压启动方法来减小启动电流，启动设备的启动参数一般无法调整，使其负载的适应性较差。
而电机软启动的方式具备无冲击电流、启动参数可调、有软停机功能、轻载节能等优点逐渐被广泛应用。
各启动方式对电网的影响示意图如图1所示。
目前，软启动方式主要采用晶闸管交流调压的方法。
在电动机起动过程中通过控制晶闸管触发角的大小，可使电动机的定子端电压和起动电流根据工作要求设定的规律进行变化。
电动机的起动方式和起动电流均可任意调整和设置，使之处于 的起动过程。
常用的晶闸管调压控制电路如图2所示。
本文介绍参数自整定模糊控制技术在限流软启动中的应用，利用模糊推理、模糊决策对电动机启动过程中电流大小进行控制，实现了系统平稳启动。
2 模糊控制的方案电机软启动传统的方法是采用闭环PID控制对电动机进行限流软起动。
但是由于异步电动机启动过程是非线性时变系统，采用PID闭环控制并不能很好的解决异步电动机起动过程中电流冲击问题。
所以，本文采用快速调节能力强的参数自整定模糊控制技术应用于电机软启动的控制中。
模糊控制作为智能控制的一种方法，它 的优点就是不依赖于被控对象的 的数学模型，能够克服系统非线性因素的影响，对被控对象参数的变化具有较强的鲁棒性。
3 基于自整定模糊控制系统的结构常规模糊控制器具有响应时间短，超调量小，鲁棒性好，适于非线性时变的复杂系统，建立模型相对容易等优点。
模糊控制器具有良好的动态品质，同时也还存在一些问题：首先，常规的模糊控制器的控制规则建立之后就固定不变，难以获得 控制指标。
相对于电动机软起动过程这类复杂的被控对象，采用这种控制器不能获得预期的控制效果，而且适应系统和环境变化的能力差。
为此我们采用参数自整定模糊控制技术，在运行过程中根据实际偏差和偏差变化率的大小，控制器选取不同的Ka、Kb、Kc以满足动、静态性能的不同要求。
基于PLC的电机软起动控制
摘要交流异步电动机由于结构简单、维护方便、价格便宜，广泛地作为电气传动主要的原动力。
在电机的起动控制中，我们常用的有全压直接起动和降压起动两种方式。
近年来，由于变频及软起动技术的发展，解决了电机控制中存在的一些难题，特别是软起动技术在解决大、中容量的电机起动问题中有着卓越的功能，可以说是替代传统起动方式，是降压起动的一项新技术。
在直接起动方式下，起动电流是额定电流的4～7倍，起动转矩是额定转矩的0.5～1.5倍。
这些特点使得电动机带负载起动的能力下降，容易发生过载损坏。
同时过大的起动电流也会给供电电网带来很大的电流冲击，影响电网的其他用电设备的正常运行。
因此，为提高电动机与电网的运行质量，经常采用软起动器装置来改善电动机的起动性能。
在现场的实时监控时，PLC 往往有一些多余的输入和输出点可以利用，因此越来越多的工业控制系统采用PLC作为控制核心。
本文介绍一种基于PLC的电动机的软起动器的硬件和软件结构，这样就可以在原有的控制系统的基础上自行设计一个高性能的软起动器。
关键词：异步电动机，软起动器，电动机起动特性，PLC控制AbstractAc induction motor is simple in structure, convenient in maintenance due, cheap price, widely as electrical transmission main driving force. Starting in motor control, we are full of direct starting and step-down start in two ways. In recent years, due to the frequency and soft starter, solve the technical development of motor control of some problems, particularly soft starter, in solving technical problems of motor starter capacity has excellent function, can say is to replace the traditional way, is starting a step-down start of new technology. In direct starting mode, starting current is rated current of the 4～7 times, starting torque is rated torque of 0.5～1.5 times. These characteristics make motor starting with load capacity, easy occurrence overload damage. While big starting current power grid will also give a current of electricity and other normal operation of the equipment. Therefore, in order to improve the quality of electric motors and operation, often use soft starter device to improve the performance of motor starter.In the field of the real-time monitoring, PLC tend to have some extra input and output point can use, so more and more of the industrial control system, PLC as control core. This paper describes a method based on PLC motor soft starter of the hardware and software structure, which can in the original control system based on the design of a high-performance soft starter.Key Words: induction motor，soft starter，motor starting characteristics，PLC control目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1 课程研究的目的意义 (1)1.2 相关技术国内外研究现状 (1)1.3 本文主要研究内容 (1)2 电机软起动的基本原理及控制方案研究 (3)2.1 异步电动机传统起动方式 (3)2.1.1 直接起动 (3)2.1.2 定子串电阻或电抗减压起动 (3)2.1.3 星形-三角形转换减压起动 (3)2.1.4 自耦变压器减压起动 (3)2.2 异步电动机软起动方式 (4)2.2.1 限流软起动 (4)2.2.2 电压双斜坡软起动 (5)2.2.3 突跳软起动 (5)2.3 软起动技术的优点 (6)2.4 三相异步电动机的等效电路 (7)2.5 系统总体设计 (9)2.5.1 电动机软起动原理分析 (9)2.5.2 电动机软起动方式与控制策略 (10)3 软起动控制器硬件设计 (12)3.1 主电路的设计 (12)3.2 控制电路硬件设计 (15)3.2.1 主控制器的选择 (15)3.2.2 信号检测电路设计 (16)3.2.3 保护电路设计 (18)3.3 触发电路设计 (19)3.3.1 TC787逻辑电路 (19)3.3.2 基于TC787模拟触发电路的工作原理 (20)3.4 旁路控制回路设计 (21)3.5 本质安全先导电路 (22)4 软起动控制器软件设计 (23)4.1 系统的主程序 (23)4.1.1 系统初始化与自检 (23)4.1.2 A/D采样控制程序 (25)4.1.3 系统运行部分程序设计 (26)4.2 模糊控制软起动程序设计 (26)4.2.1 模糊PLC的程序设计 (26)4.2.2 模糊控制限流起动程序设计 (29)4.3 软件抗干扰 (30)5 总结与展望 (31)5.1 总结 (31)5.2 展望 (31)致谢 (32)参考文献 (33)附录英中翻译 (35)1.1英文原文 (35)1.2中文翻译 (41)1 绪论1.1 课程研究的目的意义交流异步电机由于运行可靠、价格低廉等因素被广泛应用。
电动机智能软起动控制系统的研究与设计PLC格式
毕业设计论文题目电动机智能软起动控制系统的研究与设计（PLC）电动机智能软起动控制系统的研究与设计摘要：本文阐述了PLC技术在大中型异步电动机软起动自动控制中的应用及其优越性，并给出了具体的实施办法。
即采用PLC来对以串联在笼型电机的转子回路中的电压调节式可漏电抗、A/D、D/A转换模块、电力电子装置、PID调节等共同组成的一套起动系统加以控制，大致原理即电机起动时由于串联了可调电抗，起动电流较小。
起动过程中通过PLC调节装置调节可调电抗的控制电压，使之电抗逐渐减小至零，电机由起动状态平稳过渡到正常运行状态再将可调电抗旁路后退出运行，电机起动过程完成。
此外，本文针对目前在变频器输出切换问题上存在的情况，试图从技术和经济实用的角度出发，对变频器的同步切换问题进行了分析和探讨。
关键词：可编程序控制器（PLC）；电动机；软起动；变频器；同步切换An electric motor is soft to startthe research and the design of control the systemAbstract: This text introduced an electric motor of big and medium-sized difference soft the concept and the movement principles that start, elaborated the programmablepreface controller( PLC) technique in an electric motor of big and medium-sizeddifference softly start automatic control of application and its superiority, and giveconcrete implement way.Adopt the PLC namely to turn in an electricalengineering of cage by establish the electric voltage in the sub- back trackregulate type can the electric leakage, A/ D, the D/ A conversion mold piece, theelectric power electronics equip, the PID regulates etc. to constitute together a setof to start the system to carry out the control to carry on soft start, thus attain thepurpose of protect the electric motor.Mostly principle namely the electricalengineering start because of establishing the adjustable electricity, starting theelectric current smaller.Start to regulate to equip to regulate the control electricvoltage of the adjustable electricity anti- through a PLC in the process, theelectricity anti- that make lets up to zeroth gradually, electrical engineering fromstart the appearance steady transfer the normal movement appearance to retreatthe adjustable electricity bypass again a movement, the electrical engineeringstarts the process to complete.In addition, this text aim at currently existentcircumstance in changing the frequency machine to output to cut over theproblem, try from the technique and economies the practical angle set out, cuttingover the problem to carry on the analysis and studies towards changing thefrequency machine synchronously.Keyword: The programmable preface controller(PLC) ；Motor；Soft-starting；Changing frequency machine ；Inverter Output switching第1章异步电动机及其起动方式1.1异步电动机1.1.2异步电动机全压直接起动的危害一、电动机较大的起动电流引起电压下降，对电动机本身有着不良影响，因电压太低会使电动机起动转矩下降很多，当负载较重时，电动机可能不能起动。
电动机智能软启动控制系统设计-毕业论文
---文档均为word文档，下载后可直接编辑使用亦可打印---摘要：本课题研究的是异步电动机的控制系统，它凭借着简洁的构造、便于维修、造价低的特点，被普遍的应用在生产生活当中，为机械设备提供动力。
对于电动机的启动，常见的有直接启动和降压启动着两种方法，然而这两种方法有着种种缺点，如冲击电流大、影响周围设备等。
但是伴随着软启动技术以及变频器技术的发展，这些缺点被一一改善，软启动和变频器启动渐渐代替了原有的启动方式。
在本次设计的电动机软启动智能控制系统当中，使用PLC作为系统的智能控制中心，对变频器进行控制，对系统做出监控，将启动控制集中化，使操作人员的更加便利的操作系统，实现现场工艺。
而变频器的应用，也有巨大的优势，它可以根据现场的需求，通过改变输出功率来调控电动机的转速，使现场更加的人性化。
本次的设计方案解决了电动机启动时产生的冲击电流对电网的影响，保护了周围用电设备。
并且根据PLC编程简单、方便的特性，可以随时将新的设备加入到系统中，实现统一控制。
关键词：电动机；软启动；变频器；可编程控制器（PLC）The intelligence of the motor soft start control system designAbstract: This topic is the research of asynchronous motor control system, it is simple structure, easy maintenance, low cost characteristics, is widely used in production and life, providing power for mechanical equipment. For motor start, there are two common methods of direct start and buck start, however, these two methods have many disadvantages, such as high impact current, affecting the surrounding equipment, etc.. However, with the development of soft start technology and Frequency converter technology, these shortcomings have been improved one by one. Soft start and frequency converter start gradually replace the original start-up mode. The motor soft start intelligent control system of this design, the use of PLC as the intelligent control system, used to control the frequency converter, to monitor the system will start control centralized, make the operator more convenient operating system, to achieve on-site process. And the application of frequency converter also has great advantages. It can adjust the speed of motor according to the demand of the field, change the output power, and make the scene more humanized. The design solves the impact of the impact current on the power grid when the motor starts, and protects the surrounding power equipment. And according to the simple and convenient characteristics of PLC programming, new equipment can be added to the system at any time to achieve unified control.Key words: Motor; soft start; frequency converter; PLC目录第1章绪论1.1引言在工业控制中，使用最为广泛的就是PLC系统，并且PLC是所起的作用是至关重要的。
模糊控制电机软启动系统毕业设计论文
模糊控制电机软启动系统设计[摘要]：本系统是以AT89C52单片机为核心的电机软启动模糊控制，由软件生成SPWM波，并基于一种参数自调整模糊控制方法进行变频变压软启动,给出了参数自调整方案，根据模糊原理设计出模糊控制表及模糊控制参数调整表，并由软件控制实现单相和三相的转换。
[关键词]：电机软启动 AT89C52单片机 SPWM 模糊控制参数调整一、引言：异步电机由于其结构简单、运行可靠、价格低廉、维护方便、寿命较长等特点被广泛应用于工业、农业生产，但其启动性能较差，启动瞬时电流冲击较大，一般会达到额定电流的4~7倍，有时甚至会达到额定电流的10倍以上，给电机本身、电源及拖动设备造成很大的冲击和伤害，也会影响到同一电网中的其他设备的正常运行。
本文采用单片机技术、模糊控制技术及变频技术进行软启动控制。
这样既解决了电动机由于电压降低而使转矩减少的矛盾，同时也克服了电网电压波动过大而造成对其他用电设备的影响。
并且本系统通过继电器和软件控制，可实现单相及三相电动机的软启动控制。
二、系统硬件及工作原理：异步电动机在软启动时，必须要考虑的一个重要因素是：尽量保持电机主磁通为额定值不变。
如果磁通弱，电机铁心不能充分利用，电磁转矩变小，负载能力下降，磁通过强，电机处于过励磁状态，电机会因励磁电流过大而严重发热。
由电机原理可知，异步电机定子每相电动势的有效值为：E1 = 4.44f1N1ФmE1——定子每相感应电动势f1 ——定子频率N1——定子每相绕组有效匝数Фm——每极磁通由式中可以看到Фm的值由E1/f1决定，但由于E1难以直接控制所以在电动势较高的时候，可以忽略定子漏阻抗压降而以定子相电压U1俩代替，保证U1/f1的比值不变即可。
在电动势和频率都较低时，定子电阻压降要比漏抗压降大的多，为了能正常启动，本系统采用软件的方法进行低频补偿，保证补偿后的U1/F1仍为常数。
即在降低电压的同时降低频率，以保证电机启动时有较大的力矩。
交流电机软起动实验平台的开发
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ｏＦ ＥＥＥ
Ｖｏ ． ３ ＮＯ． １ ３ ４
Ａｕ ２ １ ｇ． ０１
２１ ０ １年 ８月
交 流 电 机 软 起 动 实 验 平 台 的 开 发
冯 兴 田 ， 加 胜 ， 浩 光 张 李
（ 国石 油 大 学 （ 东 ）信 息 与 控 制 工 程 学 院 ， 东 东 营 ２ ７ ６ ） 中 华 山 ５ ０ １
ｃ ｍｂｉ ｎｇ ｔ ｅ ｓ ｆ ｗａ ｅ ｗｉｈ ｈａ ｄ ｒ ｆｃ ｎｔ ｏ ｉｃ ｉ ｎ ｏ ｒ ｉ ａ ｉ ｇ ｍａ ｎ ｃｒ ｕ ｔｗｉｈ ｃ ｔ ｏ ｉｃ ｉ ， ｏ ｎｉ ｈ ｏ ｔ ｒ ｔ ｒ ｗａ ｅ ｏ ｏ ｒ ｌｃ ｒ ｕ ｔａ ｄ ｃ ｏ ｄ ｎ ｔｎ ｉ ｉｃ ｉ ｔ ｏｎ ｒ ｌｃｒ ｕ ｔ ｔ ｑ ｐ ｎｔｒ ａ ｉｅ ｈｅ ｃ ｒ ｅ ｐ ｄｉ ｇ ｆ ｎｃ ｉ ｎ ａ ｐ ｏ ｄ ｓ ｔ ｔ ｅ ｓ ａ ｐｌｔ ｏ ｍ Ｏ ｓ ｓ ｅ ｔｃ ｌｙ ｈｅ ｅ ｕｉ ｍｅ ｅ ｌ ｓ ｔ ｏ ｒ ｓ ｏｎ ｎ ｕ ｔｏ ｎｄ ｒ ｖｉ ｅ ｈｅ ｓ ｕｄ ｎｔ ａ ｆ ｒ ｔ ｙ ｔ ｍａ ｉａ ｌ ｚ
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ｍ ａ ｔ ｒ ｐ ｏ ｅ ｓｏ ａ ｎ ｗｌｄ ｅ ｓ ｅ ｒ ｆ ｓ ｉ ｎ ｉｋ ｏ ｅ ｇ ．
Ｋ ｅ ｗｏ ｄ Ａ Ｃ ｏｔ ； ｄ ｇ ｔ ｌｍ ｅ ｏ ｙ；ｓ ｆ ｔ ｒ ； ｅ ｐｅ ｉ ｅ ａ ａ ｆ ｒ ｙ ｒ ｓ： ｍ ｏｒ ｉ ｉａ ｍ ｒ ｏ ｔｓ ａ ｔ ｘ ｒｍ ｎｔ ｌｐｌ ｔｏ ｍ
基于LM3108K的交流电动机软启停实验系统设计
基于LM3108K的交流电动机软启停实验系统设计周震【摘要】采用和利时LM小型PLC LM3108K为核心,对实验室环境中小功率三相交流电动机提出电压斜坡软启停实验系统.该实验系统配有磁粉制动器作为可调负载,结合智能三相调压模块调压输出,能够对小功率三相交流电动机软启动和软停车进行实验控制演示,实验效果良好.【期刊名称】《机电工程技术》【年(卷),期】2019(048)003【总页数】5页(P85-88,97)【关键词】LM3108K;电压斜坡软启停;磁粉制动器;智能三相调压模块【作者】周震【作者单位】四川师范大学工学院,四川成都 610101【正文语种】中文【中图分类】TM3060 引言交流电动机在全压直接启动过程中，启动电流可以达到额定电流的4～8倍，但启动转矩仅达到额定转矩的0.5～1.5倍。
为了限制启动电流对电动机自身及电网的影响，采用软启动控制方式得到了普遍的应用[1-4]。
电压斜坡启动方式是一种典型的开环控制方式，通过预先设定好的电压变化曲线，控制晶闸管交流调压输出按照变化曲线规律变化[5-7]。
电压斜坡方式软启动电压/电流曲线图如图1所示。
电压一般不从0开始启动，而是根据交流电动机负载情况从能够使交流电动机运转的最小电压即初始电压U0开始。
按照一定的斜坡上升斜率，经过一定的斜坡启动时间，电压达到交流电动机的额定电压Ue，交流电动机的软启动过程完成。
斜坡曲线可以采用单段或多段斜坡曲线规律变化，在图中给出了2段不同斜率的斜坡电压曲线。
根据交流电动机负载情况从能够使交流电动机运转的最小电压即初始电压U0开始，按照一定的斜坡上升斜率，经过一定的斜坡启动时间，电压达到交流电动机的额定电压Ue，交流电动机的软启动过程完成。
斜坡曲线可以采用单段或多段斜坡曲线规律变化，在图1中给出了2段不同斜率的斜坡电压曲线。
在电压斜坡软启动的过程中，还可以附加采用电压突跳控制方式共同实现交流电动机的软启动。
在图1中，tk时间段对应于交流电动机的定子电压快速突增值一定的电压值并保持该数值。
交流电机软启动的技术原理与仿真
交流电机软启动的技术原理与仿真摘要本文首先阐述了交流电机的直接启动，论述了直接启动的危害如电网冲击，机械冲击，对生产机械的冲击等，叙述了交流电机直接启动的限制条件；并且将交流电机的直接启动和软启动进行比较，得出了软启动对电网冲击小，转矩冲击小且减少了对机器本身的损坏等优点。
其次详细论述了几种主要的交流电机降压启动原理。
在这基础上详述了软启动的启动原理，给出了限流软启动、电压斜坡启动、转矩控制启动、转矩加突跳控制启动、电压控制启动等几种启动方法和曲线图。
然后分别对每种启动方式的优缺点进行了说明，得出了比较好的启动方式是电压控制启动、转矩控制启动和转矩加突跳控制启动，并且对变频调速做了浅谈使之与软启动进行比较得出了软启动的优缺点。
再次借助Matlab/Simulink工具箱和电气系统模块库(Power System Blockset)对交流电机的软启动过程进行仿真研究，建立了三相交流电压环节模块、同步环节模块、脉冲发生模块、三相交流调压模块、电机及测量模块、电流反馈、启动控制和电机切换等环节封装模块，构建了完整的仿真系统模型，并分析了每个模块的建立过程，参数设定及基本功能，给出了仿真结果，并对结果进行了分析和验证。
最后归纳总结目前软启动技术的特性，指出目前软启动产品开发应考虑的因素以及软启动的发展，软启动的节能。
关键字：交流电机，软启动，仿真，matlab，节能Simulating and Analysis about Soft-starting Theory of InductionMotorABSTRACTThis article first elaborated the alternating current machine line start, elaborated the line start harm like electrical network impact, the machinery impact, to produces the machinery to have the impact and so on, narrated the alternating current machine line start limiting condition; And the alternating current machine line start and the soft start will carry on the comparison, obtained the soft start to the electrical network impact, the torque has attacked small also reduced to machine itself merit and so on damage.Next in detail elaborated several kind of main alternating current machine voltage dropping resistor start principle, has related in detail the soft start start principle in this foundation, gave has limited flows the soft start, the voltage pitch starts, the torque control started, torque Canada kicked the control to start, voltage control start and so on several start methods and diagram of curves, Has separately carried on the explanation to each kind of start way good and bad points, has obtained the quite good start way is the voltage control starts, the torque control start and torque Canada kicks the control start.Draws support from the Matlab/Simulink toolbox and the electrical system module storehouse once more (Power System Blockset) conducts the simulation research to the alternating current machine soft start process, Established the three-phase AC voltage link module, the synchronized link module, the pulse has had the module, the three-phase AC accent pressed the module, the electrical machinery and the survey module, the current feedback, link seal modules and so on start control and anxious link, Has constructed the integrity simulation system model, and has analyzed each module establishment process, the parameter hypothesis and the basic function, has given the simulation result, and has carried on the analysis to the result, the confirmation.Finally induces the summary at present the soft start technology characteristic, pointed out the present soft start product development should consider factor as well as soft start development, soft start energy conservation, and did to the frequency conversion velocity modulation discussed shallowly caused it to carry on the comparison with the soft start to obtain the soft start good and bad points.KEKWORDS: AC motor，Soft-starting，simulating，matlab，energy saving目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 交流软启动概述 (1)1.1 交流电机启动方式简介 (1)1.1.1 交流电机直接启动的弊端及限制条件 (1)1.1.2 传统的启动技术 (2)1.1.3 晶闸管软启动技术 (3)1.1.4 交流电机启动方式选择 (3)1.2 型异步电动机减压启动方法 (4)1.2.1 定子串电阻或电抗器减压启动 (4)1.2.2 自耦变压器降压启动 (5)1.2.3 星形－三角形（Y－△）启动 (7)1.3 变频软启动的原理及应用 (7)1.3.1 变频软启动的基本结构 (8)1.3.2 变频软启动的工作原理 (8)1.4 变频软启动与软启动的比较 (10)2 晶闸管软启动技术原理与节能 (11)2.1晶闸管软启动技术原理 (11)2.2软启动节能技术及原理与软启动智能化发展 (14)2.2.1 异步电动机中的损耗 (14)2.2.2 异步电动机的节能原理 (14)2.2.3 软启动智能化发展 (16)2.3软启动行业现状及发展方向 (17)2.3.1 软启动行业现状 (17)2.3.2 软启动的发展方向 (17)3 MATLAB/SIMULINK工具箱的简介 (19)3.1 MATLAB简介 (19)3.2S IMULINK工具箱简介： (21)3.3电力系统模型库（SIMPOWERSYSTERM）工具箱简介 (23)4 交流电机软启动系统仿真建模 (24)4.1交流电动机数学模型 (24)4.1.1 异步电动机在α,β,0 坐标系统下的数学模型 (24)IV4.1.2 异步电机在d,q,0坐标系统下的数学模型 (25)4.2交流电机软启动基本模块仿真 (26)4.3交流电机软启动系统仿真 (30)5 交流电机软启动系统仿真分析 (31)5.1SIMULINK仿真分析 (31)5.1.1 转速 (31)5.1.2 转矩 (31)5.1.3 定子电流 (32)5.1.4 转子电流 (33)5.1.5 脉冲图像 (33)5.1.6 触发角alpha的变化 (34)5.1.7 电压 (34)5.2 分析小结 (35)6 总结 (36)致谢 (36)参考文献 (38)交流电机软启动的技术原理与仿真 11 交流软启动概述1.1 交流电机启动方式简介交流电动机广泛应用于各行各业，但传统电机的直接启动、停止制动方式存在许多缺陷。
基于PLC的交流电动机软启动器
基于PLC的交流电动机软启动器
刘颖慧
【期刊名称】《机电产品开发与创新》
【年(卷),期】2004(017)003
【摘要】本文详细介绍了一种以PLC为控制核心的电动机的软启动器的工作原理、硬件配置与软件流程图,以及该软启动器的特点.
【总页数】3页(P33-35)
【作者】刘颖慧
【作者单位】湖南冶金职业技术学院,电气系,湖南,株洲,412000
【正文语种】中文
【中图分类】TM32;TN77
【相关文献】
1.基于PLC的直流电动机软启动器的设计 [J], 杨扬;贺明智;孙利娟;夏欢
2.基于台达PLC的电机软启动器的设计 [J], 祁玉兰;
3.基于PLC的软启动器多拖多自动启动模式的应用 [J], 鲁动
4.一种基于西门子PLC的三相交流电动机控制系统设计 [J], 丁纪伟
5.基于PLC和VF的交流电动机八段速自动控制 [J], 夏春茂;贾宝媛
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基于和利时PLC的交流电机模糊软启动实验系统设计
作者：周震
来源：《科技与创新》2015年第14期
交流电动机在全压直接启动过程中，启动电流可达到额定电流的4～8倍，但启动转矩仅能达到额定转矩的0.5～1.5倍。
为了限制启动电流对电动机自身和电网的影响，软启动控制方式得到了普遍应用。
软启动控制系统可分为开环控制系统和闭环控制系统两种基本结构。
在闭环控制系统中，传统的控制方式采用闭环PID算法对交流电动机进行恒流软启动。
但交流电动机在启动过程中的电流和主电路中的晶闸管调压电路的控制电压之间的数学模型很难确定，同时，交流电动机本身参数的耦合性很强，是高阶非线性的被控对象，因此，采用PID控制参数调试的过程较长，很难取得理想的控制效果。
在智能控制算法中，模糊控制理论以模糊数学和模糊语言形式表达为难以建立精确数学模型的被控对象的模糊控制规则。
由于模糊控制规则可根据大量的经验结论和操作方法提炼，所以，其描述对于被控对象的控制而言，不需要基于精确的数学模型，同时，在表达方式上更接近人对事物处理判断的模糊控制思维。
因此，;交流电动机的软启动过程中，采用基于模糊控制规则的模糊控制能更好地获得预期的控制效果。
基本的模糊控制系统的组成如图1所示。
图1;;模糊控制系统组成框图
控制系统中的模糊控制器可以采用单片机、PLC或其他计算机装置实现模糊控制算法。
在前期完成的自制和利时PLC实验台的基础上，结合和利时PLC模块的特点，对实验室环境下的小功率交流电动机模糊软启动进行了研究，提出了可行的模糊软启动控制实验方案。
1;;实验系统硬件方案
实验系统采用实验台上的和利时LM3108KCPU模块和三相交流调压实验区器件组建交流电动机的模糊软启动控制系统，如图2所示。
图2;;模糊软启动控制系统
在实验系统中，LM3108KCPU本机提供8点继电器型DO，电压型AI和AO均为0～10;VDC输入/输出信号，精度为1%FS。
交流量的公共端子为2M和3M，三相电压电流输入信号范围为0～14;VAC，精度为1%FS。
实验用受控交流电动机的额定功率为750;W，额定电流为2.19;A，定子三相绕组接成星形方式，交流电动机加载器为可控磁粉制动器。
三相智能交流调压模块可接受LM3108K的一路AO信号，从而对交流电动机进行调压控制。
2;;模糊控制算法说明
在模糊算法中，对于模糊输入变量和模糊输出变量，其模糊化等级通常取{0，±1，
±2，…，±m}，同时，将对应等级的模糊子集取为以下几种情况之一。
e={负大，负小，零，正小，正大}={NB，NS，ZO，PS，PB};e={负大，负中，负小，零，正小，正中，正大}={NB，NM，NS，ZO，PS，PM，PB};e={负大，负中，负小，零负，零正，正小，正中，正大}={NB，NM，NS，NZ，PZ，PS，PM，PB};e={负很大，负大，负中大，负中，负中小，负小，负很小，零负，零正，正很小，正小，正中小，正中，正中大，正大，正很大}={NVB，NB，NMB，NM，NMS，NS，NVS，NZ，PZ，PVS，PS，PMS，PM，PMB，PB，PVB}。
在实验中，取交流电机定子电流偏差ei对应的模糊变量为Ei，电流偏差变化率为
eiC=de/dt，对应的模糊变量为EiC。
将模糊输入变量Ei的模糊化等级取m=3，模糊子集取上述第2种情况，且将每个模糊子集用三角形隶属度函数模糊化。
将模糊输入变量EiC的模糊化等级取3，模糊子集取上述第1种情况，且将每个模糊子集用三角形隶属度函数模糊化。
模糊控制器的输出量为控制晶闸管模块的控制电压uC，其对应的模糊变量为UC。
模糊控制器的输出量的模糊化等级取m=3，模糊子集取上述第2种情况，采用高斯型隶属度函数与每个模糊子集对应。
结合交流电动机的恒流软启动控制经验，实验系统的控制规则采用模糊规则表表示，如表1所示。
根据模糊控制规则表，按照第一类推理方式可求得总的模糊关系R，可进行模糊推理，并采用加权平均法解模糊得到1张模糊控制查询表，如表2所示。
设定输入变量电流偏差ei的实际变化范围为[-eimax，+eimax]，输入变量电流偏差变化率eiC的实际变化范围为[-eiCmax，+eiCmax]，输出变量控制电压uC的实际变化范围为[0，5;V]。
需要将输入量的精确量按照式（1）将其转换到对应的论域区间[-3，+3]，并按照转换后的等级查询模糊控制查询表中对应的输出量模糊等级。
最后将输出量通过式（2）得到实际的输出控制电压，用于调节交流电动机的三相定子电压。
具体转换公式如下：
（1）
（2）
式（1）（2）中：e为精确量，e∈[a，b];为离散后的精确量，∈[-3，+3]。
表1;;模糊控制规则表。