本发明专利技术公开了一种电动机软起动仿真装置及其方法，电源模块为装置提供工作电源，晶闸管触发模块模拟晶闸管特征，负载模块根据负载的速度-转矩曲线拟合得出的转矩与负载的函数方程，同步电压采集模块产生同步信号作为移相控制触发脉冲的基准，移相控制模块发出移相控制触发脉冲，通过控制触发角的大小来改变晶闸管的开通程度，实现电动机输入电压的调节，起动控制模块接收来自信号检测模块的检测信号，通过控制移相控制模块对电机进行软起动控制,信号检测模块通过检测电机模块电流的大小进行限流控制。该装置及其方法适用于低、高压电机的软起动过程仿真，建模过程简便直观，仿真过程中通过改变参数随时观察系统动态变化情况，仿真结果精确度高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及计算机仿真技术，尤其是涉及一种电动机的软起动仿真装置及其方法。
技术介绍
电动机软起动仿真通过计算机的计算，定量地预测电动机的软起动过程，提供各相关物理变量(电网电压，电动机电流、转速、转矩等)随时间变化的信息。电动机能否软起动成功以及起动状况，需要经过准确的计算和仿真。目前软起动方式很多，如液阻软起动、磁控软起动、晶间管软起动等，从起动时间、控制方式的节能效果等多方面综合比较，以晶闸管软起动方式最优，代表着软起动的发展方向。对于电动机而言，软起动的频繁度往往是很低的。为了选择最优的起动策略，即对软起动过程的电流、电网电压、转速等可测变量的时间曲线作出总体评价，对软起动过程质量、外在条件、控制策略适宜性作出总体评价， 计算机离线仿真软件显得十分重要。软起动过程最优是软件功能实现的出发点和归宿。目前较多的仿真，利用MATLAB 软件对采用PI电流闭环控制的异步电动机软起动系统建模并进行仿真，仿真结果和实际结果吻合较好，仿真方法被证明是正确有效的。目前，国内软起动生产厂家都没有专业的电动机软起动仿真选型软件，主要借助于MATLAB、PSIM等仿真工具，这需要专业的技术人员才能操作，无法供普通客户使用。国外软起动生产厂家只有西门子、AB有此类软件，但只能对低压电机软起动进行比较简单的仿真，无法对高压电动机进行全面的仿真。一种现有技术为由辽宁工业大学信息科学与工程学院于2008年7月31日发表在 《电机与控制应用》2008年第7期上的论文《异步电动机软起动的数字仿真》公开了一种电机软启动仿真方法。异步电动机的软起动可控制电动机的起动电压和起动电流，减少电动机起动过程对电网和负载的冲击，同时保证电动机运行平稳。本文分析了软起动的工作状态，并建立数学模型。利用MATLAB软件对采用PI电流闭环控制的异步电动机软起动系统编制程序，通过实例进行仿真，并对仿真结果做了分析。由于电网、电动机和负载数学模型的非线性和时变性，传统采用经验公式或人工计算的方法往往是相当不准确的。有些厂家借助于MATLAB、PSIM等工具对电动机软起动过程进行仿真，但搭建仿真模型、设置仿真参数等过程比较复杂，需要专业的技术人员才能完成，无法供普通客户使用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，该装置及其方法同时适用于低、高压电机的软起动过程仿真，建模过程简便直观，仿真过程中通过改变参数 (电网参数、电机铭牌参数、起动控制参数、负载参数等)可随时观察系统的动态变化情况， 仿真结果精确度高。本专利技术具体提供了一种电动机软起动仿真装置的具体实施方式，一种电动机软起动仿真装置，包括电源模块，晶间管触发模块，电机模块，负载模块，同步电压采集模块，移相控制模块，起动控制模块，信号检测模块，电源模块为装置提供工作电源，晶间管触发模块模拟晶闸管特征，负载模块根据负载的速度-转矩曲线拟合得出的转矩与负载的函数方程，同步电压采集模块与移相控制模块相连，产生同步信号作为移相控制触发脉冲的基准， 移相控制模块与晶间管触发模块相连，发出移相控制触发脉冲，通过控制触发角的大小来改变晶间管的开通程度，实现电机模块输入电压的调节，起动控制模块接收来自信号检测模块的检测信号，通过控制移相控制模块对电机模块进行软起动控制，信号检测模块通过检测电机模块电流的大小进行限流控制。作为本专利技术一种电动机软起动仿真装置进一步的实施方式，电机模块采用电机T 型等效电路模拟分析模块。作为本专利技术一种电动机软起动仿真装置进一步的实施方式，电机模块的状态方程由以下公式定义权利要求1.一种电动机软起动仿真装置，其特征在于包括电源模块(1)，晶间管触发模块0)， 电机模块( ，负载模块(4)，同步电压采集模块(5)，移相控制模块(6)，起动控制模块(7)， 信号检测模块(8)，电源模块⑴为装置提供工作电源，晶闸管触发模块(2)模拟晶闸管特征，负载模块⑷根据负载的速度-转矩曲线拟合得出的转矩与负载的函数方程，同步电压采集模块(5)与移相控制模块(6)相连，产生同步信号作为移相控制触发脉冲的基准，移相控制模块(6)与晶间管触发模块( 相连，发出移相控制触发脉冲，通过控制触发角的大小来改变晶闸管的开通程度，实现电机模块C3)输入电压的调节，起动控制模块(7)接收来自信号检测模块⑶的检测信号，通过控制移相控制模块(6)对电机模块(3)进行软起动控制，信号检测模块⑶通过检测电机模块⑶电流的大小进行限流控制。2.根据权利要求1所述的一种电动机软起动仿真装置，其特征在于所述的电机模块 (3)采用电机T型等效电路模拟分析模块。3.根据权利要求1或2所述的一种电动机软起动仿真装置，其特征在于所述电机模块(3)的状态方程由以下公式定义4.根据权利要求3所述的一种电动机软起动仿真装置，其特征在于所述的起动控制模块(7)模拟为电机模块(3)的定子绕组以不同电路拓扑结构接向电源的模型，在一个周期的6个相等间隔内，电机模块(3)的软起动过程按照A相电源关断、三相电源同时导通、 C相电源关断、三相电源同时导通、B相电源关断、三相电源同时导通的顺序依次出现。5.根据权利要求4所述的一种电动机软起动仿真装置，其特征在于所述的电机模块 (3)三相电源同时导通时，电机模块(3)的各相电压即为各相电源电压；当电机模块(3)处于状态A相电源关断时，6. 一种利用权利要求1或2所述的电动机软起动仿真装置进行仿真的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤同步电压采集步骤同步电压采集模块( 产生同步信号作为移相控制触发脉冲的基准，并将同步信号输出至移相控制模块(6)；移相控制步骤移相控制模块(6)发出移相控制触发脉冲至晶间管触发模块O)，通过控制触发角的大小来改变晶闸管的开通程度，实现电机模块C3)输入电压的调节；晶闸管触发步骤晶闸管触发模块( 模拟晶闸管特征，负载模块(4)根据负载的速度-转矩曲线拟合得出的转矩与负载的函数方程；起动控制步骤起动控制模块(7)接收来自信号检测模块(8)的检测信号，通过控制移相控制模块(6)对电机模块( 进行软起动控制；信号检测步骤信号检测模块⑶通过检测电机模块⑶电流的大小进行限流控制。7.根据权利要求6所述的一种电动机软起动仿真方法，其特征在于所述的起动控制模块(7)步骤模拟为电机模块(3)的定子绕组以不同的电路拓扑结构接向电源的过程，在一个周期的6个相等间隔内，电机模块C3)的软起动过程按照A相的电源关断、三相电源同时导通、C相的电源关断、三相电源同时导通、B相的电源关断、三相电源同时导通的顺序依次出现。8.根据权利要求6所述的一种电动机软起动仿真方法，其特征在于在所述的晶闸管触发步骤当中，晶闸管的触发方式使用相对触发方式，即当第一个晶闸管触发脉冲由同步电压采集模块产生同步基准后，再以第一个晶间管触发脉冲作为下一个晶间管触发脉冲的基准。9.根据权利要求6所述的一种电动机软起动仿真方法，其特征在于当晶间管触发脉冲到来时置位一个标志位，确定该相电压为0 ；关断时，复位该标志位对该相电压做出相应调整，并将该变化的电压输入，计算并记录包括电流、转矩、转速在内的状态量在各个时刻的值，动态地反映软起动的过程。10.根据权利要求6所述的一种电动机软起动仿真装置，其特征在于所述晶间管触发模块( 的晶闸管与电机模块C本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种电动机软起动仿真装置，其特征在于：包括电源模块（１），晶闸管触发模块（２），电机模块（３），负载模块（４），同步电压采集模块（５），移相控制模块（６），起动控制模块（７），信号检测模块（８），电源模块（１）为装置提供工作电源，晶闸管触发模块（２）模拟晶闸管特征，负载模块（４）根据负载的速度－转矩曲线拟合得出的转矩与负载的函数方程，同步电压采集模块（５）与移相控制模块（６）相连，产生同步信号作为移相控制触发脉冲的基准，移相控制模块（６）与晶闸管触发模块（２）相连，发出移相控制触发脉冲，通过控制触发角的大小来改变晶闸管的开通程度，实现电机模块（３）输入电压的调节，起动控制模块（７）接收来自信号检测模块（８）的检测信号，通过控制移相控制模块（６）对电机模块（３）进行软起动控制，信号检测模块（８）通过检测电机模块（３）电流的大小进行限流控制。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：林丽，张铁军，张少云，陈刚，陈雪，陈广赞，彭京，刘斐，叶春明，牛颖，史虎，龙致远，
申请(专利权)人：株洲变流技术国家工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：43
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