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异步起动永磁同步电机(Line-Start Permanent Magnet Synchronous Motor―LS-PMSM)是具有自起动能力的永磁同步电机,其兼具感应电动机和电励磁同步电动机的特点。该种电机采用异步起动方式会不可避免地造成较大的起动电流和较为严重的机械冲击,导致其应用场合受到极大限制。本论文针对异步起动永磁同步电机软起动技术进行研究,具体内容如下: 首先,对异步起动永磁同步电机的起动特性进行了分析,针对目前异步起动永磁同步电机的直接起动、电压源逆变器起动以及负载换流逆变器起动等三种起动方式,分别建立其仿真模型并分析了仿真结果,比较了三种起动方式各自的优势及不足。 其次,基于上述分析比较,从提高性价比的角度出发,提出一种新型软起动器方案,该软起动器集已有软起动器的优势于一体,能够提供较大的起动转矩,又具有较低的成本。根据实际使用条件,进行了新型软起动器的建模与仿真,并与其它软起动器性能进行了分析比较。理论研究结果表明了新型软起动器方案具备可行性。 最后,在上述理论分析基础上,针对7.5kW异步起动永磁同步电机应用,设计了一台新型软起动器,完成了相关软件和硬件。起动过程中,低速时基于电压源型逆变器采用了准无位置传感器矢量控制方法,高速时基于电流源型逆变器采用了负载换流控制方式,应用为霍尔元件作为电机的唯一转子位置检测单元。实验结果验证了新型软起动器的可行性。 论文研究结果表明:电压源型逆变器与电流源型逆变器在各自应用领域各有优势,同时其应用范围也各自有限。将二者结合,在起动过程中分别发挥各自优势是解决异步起动永磁同步电机软起动问题的有效途径。起动过程中,低速时应用电压源型逆变器避免了电流源型逆变器在电流断续换流时产生的转矩脉动,高速时应用电流源型逆变器解决了电压源型逆变器高成本的弊端。理论分析与实验均证明了新型软起动器方案的可行性。