本文以負(fù)載周期性交化而轉(zhuǎn)速基本不變類負(fù)載的輕載調(diào)壓節(jié)能控制器為研究對象。研究了以異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)壓節(jié)能原理、控制策略、觸發(fā)脈沖的選擇、調(diào)壓過程振蕩現(xiàn)象的原因、解決方案、動(dòng)態(tài)仿真模型等關(guān)鍵技術(shù)。 本文研究成果主要包括以下幾個(gè)方面： 1.利用解析法分析了負(fù)載周期變化的恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的調(diào)壓節(jié)能原理,得到了異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)壓特性曲線,指出了幾種控制方法的本質(zhì)是一定負(fù)載范圍內(nèi)的恒轉(zhuǎn)差率控制。比較了負(fù)載轉(zhuǎn)矩對幾種控制方法的控制范圍、節(jié)能效果的影響并且通過仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了理論分析的正確性。同時(shí)分析了風(fēng)機(jī)水泵的調(diào)壓特性,為異步電動(dòng)機(jī)的節(jié)能控制器的方案設(shè)計(jì)以及為分析實(shí)際控制中遇到的問題打下理論基礎(chǔ)。 2.設(shè)計(jì)了晶閘管調(diào)壓的主電路、選擇晶閘管及其相應(yīng)的保護(hù)器件,通過實(shí)驗(yàn)和仿真對比分析了雙窄脈沖和寬脈沖觸發(fā)板在電動(dòng)機(jī)周期變化負(fù)載調(diào)壓時(shí)的差別。設(shè)計(jì)了以ARM7/LPC2214為控制器的硬件電路原理圖、PCB、液晶顯示器、串口通信、節(jié)能控制等部分的軟硬件的調(diào)試,為實(shí)驗(yàn)和控制算法的實(shí)現(xiàn)作了鋪墊。 3.通過實(shí)驗(yàn)和仿真,分析了以電源電壓為同步信號(hào)的三相晶閘管調(diào)壓過程產(chǎn)生電流振蕩的影響因素,即負(fù)載轉(zhuǎn)矩,移相觸發(fā)角的大小,電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,負(fù)載的性質(zhì)。說明了電壓同步信號(hào)觸發(fā)方式的適用范圍,分析引起電流振蕩的本質(zhì),提出了以電流為同步信號(hào)的解決方案,為實(shí)現(xiàn)異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓節(jié)能的動(dòng)態(tài)控制算法掃清了障礙,提高了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度。 4.建立了基于MATLAB/Simulink節(jié)能控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真模型,實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)動(dòng)態(tài)跟蹤負(fù)載變化自動(dòng)調(diào)整電機(jī)的端電壓,提高電機(jī)在空載和輕載時(shí)的效率和功率因數(shù),驗(yàn)證了理論分析的正確性。 5.通過實(shí)驗(yàn)靜態(tài)地分析了調(diào)壓后電機(jī)的節(jié)能效果。
標(biāo)簽：
異步電動(dòng)機(jī)
調(diào)壓
節(jié)能控制
上傳時(shí)間：
2013-05-20
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隨著中國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,能源問題在當(dāng)今社會(huì)中受到越來越多的關(guān)注.能量回饋系統(tǒng)可以在減緩矛盾方面發(fā)揮重要作用,無論在減少能源的浪費(fèi)方面或是在新能源的利用開發(fā)上.主要運(yùn)用在功率電子負(fù)載、分布式發(fā)電和電機(jī)制動(dòng)能饋等場合.該文主要研究了能量回饋系統(tǒng).電力電子的逆變技術(shù)是能量回饋系統(tǒng)的核心部分,該文講述了電壓型逆變電路和電流型逆變電路在能量回饋系統(tǒng)中的工作實(shí)現(xiàn)原理.電壓型逆變電路是該文的重點(diǎn),針對中國電網(wǎng)的形式,對單相和三相逆變電路作了分析,討論了幾種控制策略的選擇,提出間接電流控制中相位幅值分別控制方法和直接電流控制中滯環(huán)控制方法在逆變器并網(wǎng)中的實(shí)現(xiàn)意義.電流型有源逆變利用移相調(diào)節(jié),適合大功率場合.文章的最后部分比較分析電流型和電壓型電路的性能特點(diǎn).數(shù)字化是控制領(lǐng)域發(fā)展的趨勢,在具體實(shí)現(xiàn)能量回饋系統(tǒng)的過程中,該文也充分運(yùn)用數(shù)字式控制方式.在電流型逆變系統(tǒng)中,運(yùn)用可編程序控制器(PLC)作為控制核心,并在MCGS組態(tài)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)和工控機(jī)的通訊.在電壓型逆變系統(tǒng)中,將數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)作為控制中心,實(shí)現(xiàn)外圍電路工作及其控制.在以上基礎(chǔ)上,分別研制了一臺(tái)大功率晶閘管電流型有源逆變器和一臺(tái)電壓型并網(wǎng)逆變器.
標(biāo)簽：
數(shù)字式
能量回饋
上傳時(shí)間：
2013-06-20
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本文對感應(yīng)電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)過程中存在的電流、電磁轉(zhuǎn)矩以及轉(zhuǎn)速振蕩問題進(jìn)行了系統(tǒng)的理論分析和實(shí)驗(yàn)研究.論文首先根據(jù)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型,利用MATLAB仿真工具建立了感應(yīng)電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)的通用仿真模型,其次分析了晶閘管觸發(fā)角度、機(jī)組的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、負(fù)載轉(zhuǎn)矩以及轉(zhuǎn)子電阻這四個(gè)因素對振蕩的影響,進(jìn)而探討了感應(yīng)電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)過程中出現(xiàn)電流、電磁轉(zhuǎn)矩以及轉(zhuǎn)速振蕩的原因.結(jié)果表明:在感應(yīng)電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)過程中,當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速達(dá)到同步轉(zhuǎn)速并在其附近變化時(shí),電動(dòng)機(jī)的續(xù)流角會(huì)大幅度變化,當(dāng)續(xù)流角圍繞晶閘管的觸發(fā)角變化時(shí),三相交流調(diào)壓電路的輸出電壓會(huì)產(chǎn)生振蕩,在電動(dòng)機(jī)定、轉(zhuǎn)子磁場的相互作用下會(huì)使振蕩加劇,因而就會(huì)造成電動(dòng)機(jī)電流、電磁轉(zhuǎn)矩以及轉(zhuǎn)速的振蕩.特別需要指出的是電動(dòng)機(jī)在軟起動(dòng)過程中出現(xiàn)的轉(zhuǎn)速振蕩是在同步轉(zhuǎn)速附近振蕩而并非象有些文章所說的在低速下振蕩.根據(jù)上述原因,本文提出了采用關(guān)斷角控制的新型控制策略,這種控制策略是使電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)過程中的電流關(guān)斷角由某一初始值逐漸減小到零,利用該方法可以使感應(yīng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過程中的續(xù)流角始終小于晶閘管的觸發(fā)角,這樣續(xù)流角的變化就不會(huì)引起電動(dòng)機(jī)端電壓的振蕩,因而就從根本上消除了感應(yīng)電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)過程中的振蕩現(xiàn)象.文中首先通過仿真驗(yàn)證了該控制策略的正確性,在此基礎(chǔ)上研制了基于關(guān)斷角控制的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)裝置的硬件電路和軟件程序,并進(jìn)行了樣機(jī)試驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了理論分析的正確性.另外,文中還探討了軟起動(dòng)對于感應(yīng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過程中轉(zhuǎn)軸扭矩振蕩的影響.大型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量負(fù)載直接起動(dòng)時(shí),其轉(zhuǎn)子軸上會(huì)出現(xiàn)過大的扭矩振蕩,這是由于定子繞組中電源頻率的電流與轉(zhuǎn)子中直流電流相互作用產(chǎn)生的具有轉(zhuǎn)差頻率的電磁轉(zhuǎn)矩分量造成的.采用軟起動(dòng)會(huì)使電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生的直流電流分量大為減小,進(jìn)而可以減小電磁轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)差頻率分量,故可以有效地抑制感應(yīng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過程中作用在轉(zhuǎn)軸上過大的扭矩振蕩.
標(biāo)簽：
感應(yīng)電動(dòng)機(jī)
軟起動(dòng)
過程
上傳時(shí)間：
2013-07-13
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