基于变论域模糊控制的电机节能控制装置研究

【摘要】： 交流异步电动机由于其结构简单,价格低廉而在工业、农业等领域中得到了广泛应用。为了提高安全系数,电动机容量选择都比较大,容易造成“大马拉小车”的现象,加之负载变化无确定规律,容易导致运行效率和功率因数降低,电能浪费等后果。本文首先分析了电机的能耗特性,介绍了几种电机节能方法,阐述了变论域模糊控制方法的优点,分析了伸缩因子的选取方法,确立了以变论域模糊控制算法为基础,变频调速、无功补偿和谐波抑制相结合的电机节能控制方案。 本文对电机节能控制装置进行了总体设计,设计了以DSP为核心的主控制器,由于异步电机运行时负载变化无确定规律,选用变论域模糊控制方法对电机进行节能控制,通过在MATLAB中搭建一个模块进行仿真,仿真结果显示变论域模糊控制的控制效果优于模糊控制。分别设计了电压、电流、风压检测模块,转速检测模块,无功补偿模块,谐波抑制模块。软件采用模块化思想,给出了转速采样、电参数采集、风压调节、功率因数补偿等主要功能模块的详细流程图,随后文中介绍了设计系统的抗干扰措施。现场测试的试验数据表明,基于变论域模糊控制方法的异步电机节能控制装置有很好的适应能力,本文还在试验结果的基础上进行了深入的讨论与分析,为进一步完善本设计方案提出了方向与改进方法。 【关键词】：交流异步电动机 节能 DSP 变论域模糊控制 伸缩因子 无功补偿
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TM306
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-9
• 插图索引9-10
• 附表索引10-11
• 第1章 绪论11-20
• 1.1 本课题研究的背景与意义11-12
• 1.2 异步电机节能技术的相关背景知识12-19
• 1.2.1 变频器的发展及应用12-13
• 1.2.2 PWM技术的发展及应用13-14
• 1.2.3 电机节能控制技术的研究现状14-18
• 1.2.4 电机节能主控制器的研究现状18-19
• 1.3 本课题所研究的主要内容19-20
• 1.3.1 课题来源19
• 1.3.2 研究内容19-20
• 第2章 异步电动机的节能方式研究20-44
• 2.1 交流异步电动机调压节能20-25
• 2.1.1 电机的损耗分析20-21
• 2.1.2 电机的功率关系21-22
• 2.1.3 异步电动机的调压节能原理22-23
• 2.1.4 不同负载情况下的电机调压节能分析23-25
• 2.2 交流异步电动机变频调速节能25-29
• 2.2.1 交流异步电动机调速原理25-28
• 2.2.2 异步电动机的变频调速节能原理28-29
• 2.3 其它节能方法在电机节能中的应用29-30
• 2.3.1 无功补偿29-30
• 2.3.2 谐波抑制30
• 2.4 交流异步电动机节能控制算法研究30-42
• 2.4.1 模糊控制算法30-35
• 2.4.2 变论域模糊控制算法35-42
• 2.5 本章小结42-44
• 第3章 电机节能控制装置的设计44-62
• 3.1 系统总体结构设计44
• 3.2 系统硬件设计44-55
• 3.2.1 主控制器设计44-49
• 3.2.2 T型可调电抗器设计49-50
• 3.2.3 电压电流检测模块设计50-51
• 3.2.4 转速检测模块设计51-52
• 3.2.5 压力检测模块设计52-53
• 3.2.6 谐波抑制模块设计53-54
• 3.2.7 无功补偿模块设计54-55
• 3.2.8 硬件系统抗干扰措施55
• 3.3 系统软件设计55-61
• 3.3.1 DSP集成开发环境CCS简介56
• 3.3.2 主程序设计56-57
• 3.3.3 中断服务程序设计57-61
• 3.3.4 软件系统抗干扰措施61
• 3.4 本章小结61-62
• 第4章 系统试验与分析62-64
• 结论与展望64-65
• 1 结论64
• 2 展望64-65
• 参考文献65-68
• 致谢68-69
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录69

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