离散变频软起动及节能控制系统的研究与设计

【摘要】： 三相异步电动机因具有结构简单、运行可靠以及价格低廉等优点而被广泛应用于各行各业中。随着各领域生产机械的不断更新和发展,对电动机的起动性能要求越来越高。传统的软起动器通过改变电机定子电压减小了起动电流,但同时也限制了起动转矩的大小,不利于应用到需要重载起动的场合。本文引入离散变频技术,在不改变晶闸管主电路的情况下,通过控制晶闸管的导通,有选择的使电源半波通过,达到变频的效果,提高了起动转矩。 此外,异步电动机在轻载运行时,效率和功率因数都大大降低,能源消耗严重,而软起动器自身具有对电压控制的能力,在电动机轻载运行状态时,可以通过调压进行节能运行。 论文首先分析了离散变频软起动的原理,确定了离散变频的最佳切换频段;利用等效正弦控制策略抑制工频谐波对离散频段的影响;为了实现各个频段的顺利切换,总结了频段切换的基本原则;采用晶闸管两端截止电压信号检测功率因数角,从而利用功率因数角实现无速度传感器检测,并实现功率因数角闭环控制策略。其次,本文根据最佳电压与最佳功率因数、最佳效率之间的关系,设计了基于最佳调整电压的控制策略,给出了相应的控制算法,仿真验证该方案节能效果明显。最后,基于dsPIC30F4011单片机对晶闸管软起动控制系统进行了软、硬件设计。 基于上述理论,本文利用MATLAB仿真软件,对基于等效正弦策略的离散变频软起动和常规软起动控制方法进行了仿真,证明了离散变频方法在重载起动场合下的优越性;对各部分硬件模块进行了实验,验证了控制电路的正确性。 【关键词】：重载起动 离散变频 功率因数 轻载节能 最佳调整电压
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TM343.2
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 引言8-9
• 1.2 三相交流异步电机的起动方法9-11
• 1.2.1 重载起动方法9-10
• 1.2.2 变压变频起动方法10-11
• 1.3 三相异步电机软起动研究现状和发展方向11-13
• 1.4 课题研究的主要内容13-14
• 第二章 离散变频软起动的实现方式及控制策略14-34
• 2.1 晶闸管控制电机的调压原理14-15
• 2.2 离散变频技术15-20
• 2.2.1 降低电源频率提高起动转矩的基本原理15
• 2.2.2 离散变频技术15-16
• 2.2.3 离散频率的相序分析16-20
• 2.3 离散频段的选取20-23
• 2.3.1 离散频段确定依据21
• 2.3.2 过渡频段的选择21-23
• 2.4 离散变频的谐波影响及频段切换研究23-27
• 2.4.1 离散变频电压的谐波分析23-24
• 2.4.2 等效正弦控制策略24-25
• 2.4.3 频段切换过程研究25-27
• 2.5 离散变频控制策略研究27-33
• 2.5.1 晶闸管输出电压研究28-29
• 2.5.2 电动机功率因数角检测29-30
• 2.5.3 电机转速测量方法30-31
• 2.5.4 功率因数角闭环控制策略31-33
• 2.6 本章小结33-34
• 第三章 三相交流异步电机节能控制系统的研究34-45
• 3.1 概述34
• 3.2 异步电机调压节能工作原理34-37
• 3.2.1 损耗及效率分析35-36
• 3.2.2 功率因数分析36-37
• 3.3 异步电机节能控制的基本方法比较37-38
• 3.4 最佳调整电压控制方法38-44
• 3.4.1 经济运行判断标准38-40
• 3.4.2 基于最佳调整电压法的控制策略40-41
• 3.4.3 节能调压控制算法41-43
• 3.4.4 轻载调压节能仿真分析43-44
• 3.5 本章小结44-45
• 第四章 离散变频软起动及节能控制系统的数字化设计45-60
• 4.1 离散变频软起动控制系统的硬件设计45-53
• 4.1.1 硬件系统总体设计45-46
• 4.1.2 主电路设计46-47
• 4.1.3 同步电压信号检测电路47-49
• 4.1.4 晶闸管截止电压信号检测电路49-50
• 4.1.5 电压电流检测电路50-51
• 4.1.6 晶闸管触发电路51-52
• 4.1.7 电源电路52-53
• 4.2 离散变频软起动控制系统的软件设计53-58
• 4.2.1 主程序设计53-55
• 4.2.2 离散变频软起动程序设计55-56
• 4.2.3 功率因数角检测程序设计56-57
• 4.2.4 晶闸管触发脉冲程序设计57
• 4.2.5 模拟信号采集程序设计57-58
• 4.3 软硬件抗干扰设计58-59
• 4.4 本章小结59-60
• 第五章 仿真及实验验证分析60-65
• 5.1 仿真实验分析60-62
• 5.2 实验装置介绍62-63
• 5.3 实验结果分析63-64
• 5.4 本章小结64-65
• 结束语65-66
• 参考文献66-69
• 发表论文和科研情况说明69-70
• 致谢70

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

浅谈交流异步电机软起动技术    郭建;

无功补偿的意义及补偿方式    邵斌;

基于单片机的异步电机节能控制系统设计    刘芬;徐务农;

异步电动机软起动技术的发展与现状    王宏华;

异步电机软启动的瞬时功率理论控制律    邳志刚;

SVPWM的简化算法以及死区补偿    吴爱国;朴成洙;杨仁刚;

试析水泵的节能性与安全性    木塔力甫·玉苏甫;

浅谈软起动器在煤矿的应用    解亮;

高速列车再生制动对负序影响研究    解绍锋;李群湛;

塑壳断路器瞬动保护可靠性检测技术    王金伟;杜太行;徐勤奇;

变电所补偿电容的原理与作用    缪苗;

柔性交流传输系统的研究    张家生;王风文;穆松梅;

基于斩波方式的三相交流异步电动机软起动仿真研究    郭荣祥;袁红霞;巩瑞春;秦补枝;

两元件无功电能表错接线时更正系数的计算及应用    吴义纯;吴琦;

中压(3～10kV)电动机软起动方法辨析    张苏清;梁学怡;

异步电机起动过程中阻抗变化的研究    吴修君;

大型电动机软起动技术发展状况综述    余龙海;

PLC和软起动技术在水泵控制系统中的应用    周芝峰;张星;

开关变压器软起动技术分析    余龙海;翁利明;胡德洪;

电网无功自动补偿软件设计实现    付周兴;赵建文;

沈阳矿机吹响自主创新号角    本报通讯员 胡嘉禄

汾西设备修造厂三年实现三级跳    郭爱萍

自主创新 节能调速效果显著    顾云

沈矿叫响“中国造”    本报记者　刘国栋

追日电气：敢与国际品牌比肩    秦明军

新型热变电阻器前景展望    

欲要“领跑”先练“内功”    周宗明

我国首台高压磁控软起动装置投运    欧阳利华

我市签约产学研合作项目29个    记者 宁波

软开关三相PWM变流技术研究    屈克庆

三相感应电动机软起动及节能运行技术的研究    杜江

对矩阵变换器若干问题的研究    曾雨竹

基于开关变压器的高压异步电动机软起动控制的研究    甘世红

基于DSP的异步电动机软起动控制系统研究    肖大志

液阻调速软起动智能控制系统的研究与应用    齐勇

矿用隔爆型智能软起动器的研究    石兆元

基于液压制动行星调速软起动系统的研究设计    岳光亮

基于DSP的三相感应电动机软起动控制系统研究    傅杰

中压潜油电动机起动与保护技术研究    郭靖宇

三相异步电动机离散变频软起动的研究    刘庆利

异步电机软起动器研究    骆宝俊

6KV高压电机软起动系统的设计与研究    罗鸣

三相感应电动机软起动及智能制动研究    史达