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双馈调速系统牵入同步点的级差特性及工作特性研究

作 者: 冯明远
导 师: 杜庆楠
学 校: 河南理工大学
专 业: 控制理论与控制工程
关键词: 双变量控制 最大转速级差 双馈调速 工作特性研究
分类号: TM921.51
类 型: 硕士论文
年 份: 2009年
下 载: 28次
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内容摘要


本文在深入调查分析的基础上,以煤矿风机、水泵等老式绕线电机的扩容改造为目的,结合双变量六脉波交交变频器,对双馈节能调速的基本原理、牵入同步点的级差特性和工作特性进行了深入的研究。论文首先介绍了六脉波交交变频器的双变量控制理论,并以三分频为例给出了两个变量的确定方法。然后分析了双馈调速电机的基本工作原理,研究了转子侧变频电源对双馈调速电机的影响,并依据向量图和功率流向图分析了双馈调速的五种运行状态。接着按照煤矿绕线电机的运行要求,提出了分段级差控制策略,得到了满足电机牵入同步的最大转速级差,并以此为基础得到了理论上的调速级差表和调速特性曲线。同时建立了系统的仿真模型,通过仿真研究,验证了双馈起动的可行性及牵入同步点的最大转速级差的正确性。而后依据双馈调速系统要达到的性能要求,设计了双馈起动和加载系统。最后进行了试验研究,主要实验内容包括双馈调速系统的起动特性、调速特性、电动到发电等过渡过程,最终得到了牵入同步点的最大允许转速级差为额定转速的4%的结论,验证了理论和仿真的结论。在稳态的基础上,研究了双馈调速系统的工作特性,得到了双馈调速系统不同工况下的V型曲线。大量的实验和仿真结果表明,绕线电机转子电源采用双变量六脉波交交变频器进行双馈调速系统运行时,性能稳定,能较好的满足煤矿风机、泵类负载节能和扩容改造的现实需求。

全文目录


致谢  4-5
摘要  5-6
Abstract  6-7
目录  7-10
1 引言  10-18
  1.1 课题研究背景  10
  1.2 交流调速技术的发展  10-12
    1.2.1 电力电子技术的发展概况  11-12
    1.2.2 交流调速的发展概况  12
  1.3 双馈调速的发展及研究前景  12-14
    1.3.1 双馈调速的发展及现状  12-13
    1.3.2 双馈调速的研究热点  13-14
    1.3.3 双馈调速技术的应用前景  14
  1.4 双馈调速系统变频电源选择  14-16
  1.5 选题的意义  16
  1.6 本论文所做的工作  16-18
2 双变量控制原理  18-26
  2.1 双变量控制基本原理  18-21
    2.1.1 余弦交截法  18
    2.1.2 双变量控制原理分析  18-21
  2.2 双变量控制的触发分析  21-24
    2.2.1 α角控制下触发点的选取  21-22
    2.2.2 脉冲宽度b 的确定  22-24
  2.3 本章小结  24-26
3 双馈调速的基本原理  26-42
  3.1 双馈调速的基本概念  26-27
  3.2 双馈调速理论  27-33
    3.2.1 双馈调速基本原理  27
    3.2.2 附加电势对调速的影响  27-30
    3.2.3 双馈电机不同工况下的能量分析  30-33
  3.3 双馈调速系统的分段级差控制理论  33-40
    3.3.1 分段控制的思想  33-34
    3.3.2 转速级差控制策略  34-40
  3.4 本章小结  40-42
4 双馈调速系统级差特性的仿真研究  42-52
  4.1 仿真系统的建模  42-44
    4.1.1 主要模块建模  42-43
    4.1.2 系统建模与仿真  43-44
  4.2 双馈调速系统级差特性仿真  44-50
    4.2.1 在线调速模型的建立  44-46
    4.2.2 级差特性仿真  46-50
  4.3 本章小结  50-52
5 双馈调速系统设计  52-68
  5.1 硬件系统设计  52-58
    5.1.1 主回路设计  53-54
    5.1.2 控制电路部分设计  54-58
  5.2 软件系统设计  58-63
    5.2.1 主程序结构  58-62
    5.2.2 中断程序说明  62-63
  5.3 系统防干扰设计  63-64
  5.4 起动电路设计  64-65
  5.5 实验加载系统设计  65-66
  5.6 本章小结  66-68
6 双馈调速系统级差特性的实验研究  68-84
  6.1 研究思路与研究方法  68-69
  6.2 特性研究  69-83
    6.2.1 起动特性  69-70
    6.2.2 转速级差特性  70-77
    6.2.3 工作特性  77-83
  6.3 本章小结  83-84
7 结论与研究展望  84-86
  7.1 结论  84
  7.2 研究展望  84-86
参考文献  86-89
作者简历  89-90
学位论文数据集  90-91
详细摘要  91-93

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电气化、电能应用 > 电力拖动(电气传动) > 控制系统 > 变频控制系统
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