基于模糊控制的三相異步電動機軟啟動研究

姚宇

隨著三相異步電動機的普及應用，針對其啟動方式的研究屢見不鮮。在一段時期以來，國內外對于三相異步電動機軟啟動的研究文獻有很多，為日后該系統的優化設計帶來了諸多啟示。本文就基于模糊控制的三相異步電動機軟啟動模式及其設計做以闡述，探討三相異步電動機系統軟、硬件保護單元模塊的改進思路，以期為相關領域研究提供有益的借鑒。

【關鍵詞】模糊控制 三相異步電動機 軟啟動

三相異步電動機在直接啟動時，往往會使機體受到極大的電流沖擊，易造成設備故障，或引起電網電壓急劇下降，甚至會影響到網際中其它用電設備的運轉，造成不可預估的損失。因此，為了改善這一狀況，同時又能夠保證三相異步電動機的性能穩定，提出了一種基于模糊控制的三相異步電動機軟啟動模擬方式的構建。實踐證明，在模糊控制下的三相異步電動機軟啟動運行狀況良好。

1 三相異步電動機軟啟動控制系統概述

電動機這一裝備在工業生產領域較為常見，電動機軟啟動作為新一代的工業生產控制方式，以其極佳的啟動性能被廣泛應用在諸多生產領域，如煤炭開采、輸送電環節、化工產業等。在實踐過程中，三相異步電動機在啟動時，該設備的瞬間轉子電流激增，不僅會導致電網電壓形成非正常波動，而且，還會造成同一電網中的用電設備運行失控或驟停。基于此，研究三相異步電動機軟啟動控制系統具備一定的實踐意義。

1.1 探究三相異步電動機軟啟動模式的初衷

為了能夠使三相異步電動機在啟動的過程中的電流平穩釋放，避免設備以及電網環境受到過大電流的沖擊，則需要探尋到一種相對穩定的三項異步電動機啟動系統。在過去的幾十年當中，國內外相關領域的科研人員對于晶閘管軟啟動器進行了諸多研究，而且，每進行一個新的研究項目時，都會挖掘到新的信息，并將新成果、新技術付諸實踐，取得了極佳的反饋效益。我國對于三相異步電動機軟啟動及其控制策略的研究較晚，但在社會生產需求的促動下，探究高效、合理、節能的三相異步電動機軟啟動裝置極為必要。

1.2 構建模糊控制作用下的三相異步電動機軟啟動系統模型的意義

若想要令三相異步電動機啟動系統的穩定性增強，則需要一種對過程參數變化不敏感的一種控制策略來與系統進行整合，以此來削弱非線性等因素對激增電流的干擾，進而順利完成三相異步電動機的啟動步驟。

2 基于模糊控制的三相異步電動機軟啟動系統的構建

從分析和研究中發現，電流偏差、電流變化率以及輸出控制量在三相異步電動機啟動的過程中處于波動變化的形態，從理論上來看，結合模糊控制策略以后，基于模糊控制的三相異步電動機軟啟動系統的穩定性較強。因此，我們可以在實踐中，構建一種可以對輸出電流進行有效控制的操作模型，即構建一套在模糊控制作用下的三相異步電動機軟啟動系統。

2.1 模糊控制的涵義

從概念上來看，模糊控制指的是采用由模糊數學語言來描述控制規則，進而操作某個具體系統正常運作的控制方法。通常情況下，將按照模糊控制規則組成的控制裝備稱為模糊控制系統。在實際的工程設計中，基于模糊控制的系統都較為繁雜，但對于專業化的技術人員而言，由于長期進行模擬操作或研究所積累下的實踐經驗較為豐富，則基于模糊控制下的系統控制較為便利。

2.2 在模糊控制影響下的三相異步電動機軟啟動系統設計

通過對模糊控制涵義的分析，了解到模糊控制的主要特征是無需考慮控制對象的復雜程度，僅僅依照技術人員所為系統制定的控制規則來執行便可。因此，對于三相異步電動機軟啟動過程而言，如若能夠在事前設計好該系統的操作模式，則就可以完成這一項目的設計。設計結果表明，在模糊控制影響下的三相異步電動機軟啟動系統的穩定性較為良好。具體來看，在系統控制過程中，由模糊控制裝置對輸入量模糊處理，再進行合理化的推理，并且，進行相對科學化的決策，最終得出輸出控制量。通過這樣一個循環過程的執行，較好地控制了三相異步電動機晶體管的出發裝置，進而改變了三相異步電動機啟動裝置的輸入電壓，緩解以往過于激烈的電流沖擊，這便是軟啟動的整個設計和實現過程。從中可以清楚的發現，基于模糊控制的三相異步電動機軟啟動系統的控制效能極佳，能夠在技術人員的管控下執行好電動機啟動時的電流控制工作。

2.3 在模糊控制影響下的三相異步電動機軟啟動系統所采用的技術及性能

2.3.1 基于模糊控制的三相異步電動機軟啟動系統的技術整合

在構建基于模糊控制的三相異步電動機軟啟動系統模型時，需要借助相關的技術來完善系統的性能。在模擬操作的過程中，技術的整合是循序漸進的，且隨著社會整體產業技術的進步和市場需求的變化而發生變化。在研究三相異步電動機的軟啟動模式的過程中，經歷了幾個階段，且每個階段擬建系統所結合的相關技術不盡相同。從最初的研究狀況來看，為了盡可能降低電動機啟動時電流對于設備與電網電壓的影響，則選擇了較為簡單且操作便捷的啟動裝置，令啟動過程中的功率損耗降低。在經歷了一段時期的發展以后，三相異步電動機啟動系統的技術整合較為復雜，一方面可以進一步改善系統的穩定性，另一方面也是為了迎合機械特性曲線等設計環節的高要求。另外，也有部分生產環節在應用三相異步電動機時，在保證系統運行正常的前提下，在該系統中增設了一個普通的降壓裝置，也可以在一定程度上提升基于模糊控制的三相異步電動機軟啟動系統的技術含量與系統性能，從而增強三相異步電動機啟動時的穩定性，保障電網環境安全。

2.3.2 基于模糊控制的三相異步電動機軟啟動系統的性能分析

基于模糊控制的三相異步電動機軟啟動控制模型的建立不僅需要相關技術的整合，還需要不同模塊的性能都較為良好，才能維系系統的正常運行，滿足三相異步電動機啟動時的電流穩定性要求。在擬建系統的過程中，對于三相異步電動機軟啟動系統各部分模塊的設計較為明晰，主要由電源模塊、電壓測控模塊、常量輸入模塊、脈沖觸發模塊以及電動機測量模塊等等，這些部分性能的優劣將直接影響到整個系統的性能。在三相異步電動機軟啟動控制中的反并聯晶閘管模塊設計中，有三對反并聯晶閘管所構成。為了保證軟啟動系統中的輸入端的電流值有效，則要通過控制系統中的脈沖觸發裝置來進行系統操作，以此來實現穩定三相異步電動機軟啟動裝置中電流量的目的，同時，還能夠在一定程度上降低認為對系統的操作誤差。endprint

總而言之，通過分析模糊控制的涵義，探究在模糊控制影響下的三相異步電動機軟啟動系統設計模型的構建，以及三相異步電動機軟啟動系統所采用的相關技術，則對于基于模糊控制的三相異步電動機軟啟動系統的性能有了更為全面的了解。在實踐過程中，為了保證三相異步電動機啟動過程的穩定性，而引入模糊控制策略來改善該環節工作極為可行。另外，通過與傳統電動機軟啟動系統的比對，可以更清楚的觀察到，當同時受到電流沖擊時，傳統電動機軟啟動（本研究項目采用的為串聯電抗器啟動模式）受到轉速沖擊的影響較大，對電網環境也造成了干擾，而基于模糊控制的三相異步電動機軟啟動則能夠弱化電流沖擊，更平穩地過度到三相異步電動機系統運行過程之中。

3 結束語

通過研究基于模糊控制的三相異步電動機軟啟動模式，可以進一步了解到如何防止電動機在啟動時受到電流沖擊的有效方法。在研究過程中，為了保證三相異步電動機具備良好的動態性能，則憑借電力系統模塊庫及相關工具箱的作用，建立了三相異步電動機軟啟動模擬系統。實踐表明，基于模糊控制的三相異步電動機軟啟動模式的控制操作過程較為簡便，而且能夠弱化以往啟動三相異步電動機時存在的問題，優化了傳統的三相異步電動機設備，進而改善了整個系統運行的穩定性。與此同時，基于模糊控制的三相異步電動機軟啟動的設計中也存在一定的局限性，在日后，要重點探究三相異步電動機軟啟動的自主學習特性，以此來完善整個系統設計。

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作者單位

無錫機電高等職業技術學校 江蘇省無錫市 214000endprint