变频调速异步电动机设计解析

近几年,交流电机变频调速及其关联技术成为当前现代电气传动领域研究的重要课题,且随着新的电力电子器件和微处理器的推出以及交流电机控制理论的提出,变频调速异步电动机设计将会朝着更先进的方向发展。为此,文章在阐述变频调速异步电动机应用特点的基础上,就变频调速异步电动机的电磁设计、转子槽型设计、绝缘设计等问题进行分析。     

转速、转子电流双闭环控制变频调速器

对转差频率控制的变频调速系统进行了讨论，分析了这种控制存在的不足，并在对转子电流可观测性分析的基础上，参照直流调速系统的控制结构，提出一种新的控制方案，采用变频器组成双闭环控制变频调速系统，实现对转速、转子电流的双闭环控制。     

电机试验台的控制方式及实现方法

为了实现对小型异步电动机试验台的控制，介绍了一种新的试验工艺和方法。通过采用数字可控硅直流调速装置，拖动一套直流电动机一交流发电机组，作为试验电机电源，来实现电源电压与频率的调节。负载试验与温升试验的负载采用直流发电机；设备的控制采用单独控制和集中控制交互的方式；实验数据的自动采集通过电量变送器实现；电源机组的转速和被试电机的频率通过A／D转换板、D／A转化板以及相应的计算机程序实现。试验结果证明该试验台的控制方法完全可行，实际测量误差〈0．3％。     

基于SPWM的永磁交流调速系统仿真研究

介绍了基于SPWM控制的永磁交流伺服调速系统,在分析永磁同步电动机的数学模型和矢量变换SPWM控制原理的基础上,在MATLAB/SIMULINK环境下建立交流调速系统模型进行仿真。仿真结果表明系统调速平滑、谐波成份小,具有良好的动静态特性。     

变频调速技术在泵和风机上的应用

变频调速技术是一项利用改变电源频率来改变电机及其驱动设备转速,以达到节能目的的先进技术。在90年代初,因变频调速器价格较高,变频器仅应用于小容金交流电机调速。近年来．随着大功率整流器件制造工艺的发展,变频控制器采用了先进的大规模集成电路以及微处理技术,极大的提高了变频调速控制器的可靠性。变频器的可控功率范围达0．2～1500kw,甚至到1700kw．使得频调技术在建材、冶金、机械等行业应用日趋广泛,取得了明显的节电效果。就交流电机而言,其调速的方式还有：交流电磁调速、可控硅串级调速、液力偶合器调速,但变频调速技…     

永磁交流调速系统参数辨识与PI自整定研究

传统PI控制器不具有参数在线整定功能,难以满足高性能永磁交流调速系统要求。根据永磁同步电机速度环等效原理和经典控制理论推导出PI参数与永磁电动机转动惯量的数学关系;根据永磁同步电机的运动方程和离散模型参考自适应理论,建立永磁电动机转动惯量辨识模型;通过软件方式实现PI参数在线自整定。基于TMS320F2407A的全数字交流调速实验结果证明离散模型参考自适应理论可实现转动惯量的在线辨识,PI自整定可有效地消除系统的超调,减少响应时间,极大地提高了系统的动态性能。     

一种交流异步电机转速控制方案的实现

针对普通的三相交流电动机存在的问题,本文研究设计了一种基于西门子s7-200PLC、EM235扩展模块和交流测速发电机,以西门子MM420变频器为驱动器的闭环调速系统。尽管只有一个测速反馈环,但考虑到变频器内部集成了可以由用户自定义的电流控制单元,因此,实际上该调速系统是一个转速、电流双闭环调速系统,从形式结构上非常类似于经典的双闭环直流调速系统。     

拖拉机液压底盘液控比例流量阀设计与试验

为提高液压驱动拖拉机行驶时的调速稳定性和低速行驶时的平顺性,设计了一种液控比例流量阀。该阀设计有压力补偿功能,以消除压力波动对流量的影响,提高了流量控制精度。通过传统计算和仿真验证的方法对该阀进行结构参数设计。基于阀口迁移理论设计了阀芯节流槽,以增大调速区间。仿真结果表明:该阀控制流量范围为0~5.67×10-3m3/s,流量变化平稳,流量调速控制压力区占总控制压力区间的68.4%;压力补偿阀控制补偿压力在0.3~0.7 MPa的范围内,可使比例换向阀流量稳定。试验结果表明:拖拉机空载、发动机怠速工况时,流量调速控制压力区占总控制压力区间的45%;拖拉机空载、发动机高速工况时,流量调速控制压力区占总控制压力区间的62%;拖拉机重载、发动机怠速工况时,流量调速控制压力区占总控制压力区间的49.5%;拖拉机重载、发动机高速工况时,流量调速控制压力区占总控制压力区间的48.5%;当控制压力为0.78 MPa时,液控比例阀流量稳定在8.33×10-5m3/s;当控制压力为0.84 MPa时,液控比例阀流量稳定在2.5×10-4m3/s。     

基于单片机的直流电动机PWM调速系统

随着计算机进入控制领域以及高开关频率、全控型第二代电力半导体器件的发展,脉宽调制(PWM)的直流调速系统在调速控制中得到越来越普遍的使用。为此,介绍了基于单片机的直流PWM调速系统的工作原理,给出了系统的软、硬件组成。运行试验表明,系统工作稳定可靠,满足直流电动机的调速要求。     

重型混合驱动车辆换挡过程主动调速控制技术

混合驱动车辆由于具有多个动力源从而使主动调速控制难度增大。研究了减小换挡操作元件操作冲击的主动调速控制算法,提出了采用双环控制结构的主动调速控制。该算法包括两个层次的转速调节：外环的换挡制动器/离合器主、被动端速差调节采用增量式PID控制;内环的发动机、电动机、发电机部件的目标转速调节采用模糊控制。通过开发的混合驱动控制器ECU对算法进行了在线台架试验标定与验证。试验结果表明,设计的主动调速控制方法实现了调速部件的协同控制,可以保证换挡过程快速、平顺地完成,换挡时间与冲击度等指标符合系统要求。     

变频调速系统控制方法的研究

针对传统变频调速控制系统的不足,本文在交―交变频调速系统的基础上,引入了一种新的控制方法———对称余弦控制法。这种控制方法不但兼顾了传统控制方法所固有的正弦性,同时又由于它自身控制方式的特点,能很好地解决波形的对称性问题,同时兼顾输出波形的对称度与正弦度。通过仿真实验,该控制方式能很好地兼顾对称度和正弦度,输出的谐波含量也较小,取得了良好的效果。     

挤压机监测系统的设计与实现

挤压机监测系统以单片机作为控制核心,应用交流高速采样传感器,完成对变频改造后挤压机的电压、电流、有功功率、转速和转矩等多个参数的测量.测量数据均采用数字化软件校正,并可上传PC机.系统测量数据准确、性能稳定,为单螺杆挤压机度电产量以及挤压技术的进一步完善提供理论依据和数据基础.     

V/F控制模式下恒压泵动力源特性研究

为使液压动力源在负载多变条件下降低能耗提高效率,实现灵活多变的输出流量、压力和功率控制,提出采用变频V/F控制模式下,控制三相异步电机,驱动恒压泵作为液压动力源,实现压力、流量和功率复合控制的高能效电液动力源。针对变频启动慢的问题,在主回路上并联可控蓄能器,采用蓄能器辅助启动。确立了恒压泵、变频器、电机各部分的计算模型以及AMESim软件下的仿真模型和试验原理。进行了动力源压力恒压特性仿真与试验,结果表明恒压仿真模型较准确。P-Q试验表明,利用先导压力阀控制压力动态响应时间不超0.2s,超调不高于15%;流量动态特性差,利用蓄能器辅助启动,带载80MPa转速达到1500r/min,启动时间不超0.2s。功率试验结果表明,高压小流量和非工作周期压力卸荷工况,电机转速由1500r/min降至450r/min,电机功率分别降低70.3%和64.8%;恒压模式下大排量、低转速可以使该试验系统能耗降低约3.8kW。     

风力发电变频水泵智能控制策略研究

针对风力发电机和逆变器的特点,给出了风能变频水泵的两输入两输出耦合系统时变模型结构。保持逆变器输入电压恒定的前提下,扰动逆变器输出交流电的频率来实现风力发电机的最大功率跟踪。根据解耦和神经网络的思想,采用两个回归神经网络（DRNN）在线调整两个PID控制器的参数,一个神经元解耦补偿器完成系统的解耦,实现了不依赖于对象模型的自适应PID解耦控制。计算机仿真结果验证了该控制策略可行性,这为以后进一步研究奠定了基础。      

基于风速功率谱估计的风力发电机变桨距控制研究

对某风场风速信号进行功率谱估计,分析样本风的频率特性,根据风速的频率特性调整控制参数,使风机在尽可能高功率输出的前提下减少变桨动作次数,提高系统的出力和寿命。在Matlab/Simulink中建立变桨距风力发电机数学模型,对此模型为引入模糊控制算法,根据模糊控制理论设计模糊控制器,在低风速时能够获取最大的风能,高风速时能够使输出功率恒定。不仅能有效的减少振荡,而且可以较快的达到稳态。     

智能变频器系统的软件设计

应用变频调速,可以显著提高TPAM(Three Phases Asynchronous Motor)转速的控制精度,以及调速范围,使其在节能的状态下运行.随着TPAM新颖先进的控制策略在被不断地改进的同时,新颖的变频调速控制系统也是层出不穷.智能变频器作为电气自动化与智能化控制工程中的重要设施,特别是系统的软件设计,对该课题进行研究,不仅具有学术研究价值,亦具有实际应用价值.     

变频调速在工农业中的应用举例

交流异步电动机的调速方式有多种,而变频调速是最优的一种调速方式.通过简单介绍基于PWM的交流电机变频调速系统在工业恒压供水系统与农业喷灌中的应用,结合变频调速的应用问题对变频调速进行了整体概述.     

双整流器组冗余型直流电源系统在泵站中的运用

针对泵站使用的蓄电池直流操作电源系统存在的问题，提出了采用“双整流器组冗余型直流电源系统”方案．该直流电源系统采用两套高频开关整流器组，两路独立交流电源输入，各自供一组高频开关整流器组，输出经二极管直接接至同一组直流母线．直流母线为单母线不分段，不设蓄电池组．正常情况下，两路独立的交流电源同时供电，两组整流器组中所有高频开关整流模块并列运行，共同承担全站的负荷电流．当其中任一路交流电源系统发生事故或某一组整流器组故障、检修退出运行时，正常的一组整流器组可单独运行，承担泵站的全部负荷．使用结果表明，这种设计具有交流电源无间隙切换、事故放电能力大、可扩容性强等优点，并可推广为多个交流电源同时供电，实现多交流电源不间断切换，进一步提高直流电源系统的可靠性．     

遥控喷杆喷雾机设计与试验

针对大田蔬菜种植病虫害防治需求,利用高地隙四轮转向液压底盘,设计一种遥控喷杆喷雾机。采用PID控制算法设计液压驱动系统和变量施药系统。液压驱动系统通过对比实时采集的实际车速和轮速计算各轮滑转率,以理想滑转率为控制目标进行实时动力分配;变量施药系统根据实时采集的实际车速和预设的目标单位面积施药量换算目标流量,以目标流量为控制目标进行实时喷雾流量调节。在韭菜田进行不同车速下的性能考核试验,结果表明：滑转率最大的车轮为左前轮,滑转率均值为6.14%,能稳定在理想滑转率范围内;滑转率最小的左后轮是轮上载荷最大的车轮,滑转率均值为0.76%,显著小于其他车轮;喷雾作业雾滴沉积率均值为93.4%,变异系数为21.6%,变量施药系统随速调节功能良好,但作业质量随着车速增加而略有下降。该喷雾机可为大田蔬菜种植智能化植保机械的研制提供参考。     

变频调速在喷灌恒压控制系统中的应用

利用可编程控制器（ＰＬＣ）和变频器（ＶＶＶＦ）对机压喷灌系统进行改造,使喷灌系统干管的压力由原来的阀门节流控制,改为调节水泵电机转速来控制。改造后干管压力保持稳定。保证了喷头的均匀度,减少了维护费用,节省了人力和电能。