异步电动机软起动控制系统的建模
摘要：该文介绍异步电动机软起动过程，分析了异步电动机软起动控制的基本原理，应用matlab中的simulink搭建了基于交流调压方式的三相异步电动机软起动控制系统的仿真模型。 关键词：simulink；三相异步电动机；软起动
中图分类号：tp3 文献标识码：a 文章编号：1009-3044（2013）05-1224-02 1 概述
异步电动机由于其成本低，可靠性高、需要的维护少等优点在生产、生活中得到广泛的应用。一般来说，希望电动机有足够大的起动转矩和比较小的起动电流。但由于异步电动机直接起动时，起动电流会产生一个浪涌，对电网产生冲击，使电网电压降低。电网电压的降低，不仅要使异步电动机本身的起动转矩减小，还可能导致起动失败，并影响了其他用电设备的正常运行。对于频繁起动的电动机，还会造成电动机过热，影响使用寿命。因此，较大容量的异步电动机是不允许直接起动的。因此，如何改善异步电动机的起动性能是一个非常重要并有实际经济意义的课题。 2 系统建模
在simulink中搭建的三相异步电动机系统仿真模型如图1所示：主要由三相正弦交流电压源模块，晶闸管组，晶闸管触发脉冲发生模块，触发角控制模块与输出信号测量模块等构成。 3 功能模块分析
3.1 电源模块
如图2所示，内部为三个理想的220v正弦交流电压源，相位依次相差120°，星形连接。也可直接使用simpowersystem下电源模块库中的three-phase sources模块并设置相关参数得到。 3.2 晶闸管组
利用simulink中的universal bridge模块改造搭建而成反并联的晶闸管组。设置晶闸管的缓冲电阻为100kω，通态电阻为1mω，通态压降为0.7v。与电源模块类似地，也可直接使用六个simpowersystem下电力电子模块库中的thyristor（晶闸管）模块分别两两反向并联得到。但经过测试，直接使用thyristor模块两两反向并联得到的晶闸管组的输出波形并不是非常的理想。因此选择前者。
3.3 晶闸管触发脉冲发生模块
在simulink中有可产生同步脉冲的synchronized 6-pulse generator模块，但在利用该模块搭建晶闸管触发脉冲发生模块并进行测试却得不到正确的结果。测试发现，该模块通常情况下适用于三相桥式整流电路，且该模块是将线电压的过零点作为触发脉冲的控制角的参考点，而非相电压过零点。
晶闸管触发脉冲发生模块主要由脉冲发生器，延迟环节与选择开关等组成。脉冲发生器产生频率为50hz，幅值为1，占空比为22.2%（对应电角度80°）的方波，作为产生各个晶闸管触发脉冲（宽脉冲）的基准。
延迟环节中的第一个延迟环节使该环节的输出信号比输入信号延迟0.0033s，即使触发脉冲延迟60°，而下面每个延迟环节比上一个延迟环节推后0.0033s，换言之，6个选择开关输入的脉冲信号自上至下依次延迟60°。
选择开关的工作原理为：当第2路输入信号大于设定的门槛值（此处设置为0）时，则输出端输出第1路输入信号（为1）；否则，输出第3路输入信号（为0）。 3.4 触发角控制模块
晶闸管触发角控制模块如图3所示，输入给定的触发角初始值与限定的变化率的值。后者经积分环节输出斜坡信号，然后与给定的触发角的初始值作差，经饱和环节限幅得到当前的触发角的值。触发角瞬时值信号输入晶闸管触发脉冲发生模块，转换为对应的脉冲应延迟的时间提供给晶闸管触发脉冲发生模块使用。
matlab/simulink已成为目前世界上应用最广泛的工程仿真应用软件之一。该文介绍了仿真软件matlab/simulink，并用matlab软件中的simulink搭建了三相异步电动机软起动控制系统仿真模型，实现了该仿真模型输入不同的异步电动机参数就可以仿真不同的异步电动机。 参考文献：
[1] wapcaplet in blender. illustration of a simple electric motor[eb/ol]. （2006-03-31）[2011-06-14]. http：
//en.wikipedia.org/wiki/file：electric_motor_cycle_3.png.
[2] mtodorov369. the animation depicts ac induction electric motor with squirrel cage[eb/ol]. （2008-07-26）[2011-06-14]. http：//en.wikipedia.org/wiki/file：induction-motor-3a.gif
[3] wikimedia foundation， inc. induction motor - wikipedia， the free encyclopedia[eb/ol]. （2011-03-02）[2011-03-05]. http：
//en.wikipedia.org/wiki/induction_motor.
[4] 范正翘. 电力传动与自动控制系统[m]. 北京： 北京航空航天大学出版社， 2003.
[5] 王学光， 芮执元， 杨平. 计算机仿真现状及其在制造业中的应用[j]. 机械研究与应用， 2000， 13（3）： 37.
