基于Matlab/Simulink的滑模软起动器仿真研究

定的电流限制，然后在保持输出电流小于电流设定值的条件下逐渐升高电压，直到额定电压，从而使电动机转速逐渐升高，直到额定转速。图7是基于Matlab/Simulink搭建的限流软启动alpha计算子模块，alpha计算是在电流的闭环控制使用模糊控制器计算alpha角，调节电机两端电压。

　　限流软起动采用电流反馈的闭环模糊控制调节，可以快速、准确地触发晶闸管，避免大电流的冲击，很好地限制起动电流。

　　转矩控制起动是控制电动机的起动转矩由小到大线性上升，并根据起动转矩变化计算晶闸管的导通角进而控制电机的输入电压，使电机的转矩满足电动机使用要求。图8是转矩控制软起动alpha角计算子模块。

　　转矩控制软起动的优点是起动平滑、柔性好，对拖动系统有利，同时减少对电网的冲击，是最优的负载起动方式。

　　2.4 分级变频软起动

　　分级变频(离散频率法)就是使传统软起动器输出电压的频率从一个较低的值开始，分级上升，最后达到50Hz。分级变频虽然可以实现变频，但不能使频率连续地变化，只能使频率分级变化，而且各级频率都是50Hz的n分之一(即50Hz的分频)，实现较高起动转矩。图9是分级变频软起动导通角alpha的计算子模块。在低频起动过程中，为保持电机的主磁通不变，要相应地降低定子电压，通过计算得到电机在F/2、F/4、F/5、F/7的导通角alpha的大小，在频率达到50Hz后，导通角缓慢减小到0，使电动机上的电压达到额定电压，完成软起动。

　　分级变频起动能有效提高电动机起动转矩，可使电动机在重负载的情况下平滑起动。

　　3 仿真结果分析

　　在matlab/simulink仿真环境中，通过对图1中软起动方式的选择，对斜坡控制、限流控制、转矩控制和分级变频控制进行仿真。分别得到四种软起动的定子有效电流、转速和转矩的波形图。

　　电机参数为10kW、220V、50Hz，极对数为2，定、转子端的标么值参数分别为：Rs=0.0401Ω;Rr=0.0377Ω;Ls=Lr=1.0349Ω。

　　通过对仿真结果的分析可以到处结论：斜坡起动是一种开环的起动控制方式，能够降低电机的起动电流，起动转矩不高，操作简单;限流软起动是采用电流的闭环控制，能够很好地限制电机的起动电流，但是起动时间较长，起动转矩不高;转矩控制软起动转矩能够平滑地上升，降低转矩突变给拖动系统造成的影响，是很好的负载起动;分级变频起动能够限制电动机的起动电流，起动转矩大，是一种有效的高转矩起动方法，适用于大负载的电机起动。

　　4 结论

　　滑模软起动器是综合了多种软起动方式的软起动装置，通过滑模控制对软起动方式进行选择，实现多种软起动，扩大了软起动装置的应用范围，提高了软起动装置的实用性，具有很大实用价值。