变频调速系统节能控制技术研究

【摘要】： 异步电机变频调速系统,无论VVVF控制方式还是矢量控制方式,多数工况下采用额定励磁控制,这样对于空载或轻载运行时,其效率会明显下降。针对此问题,本课题在国内外现有研究成果的基础上,对变频调速系统节能控制问题进行了深入研究。 本文首先介绍了变频调速系统节能控制原理,建立了基于Matlab\Simulink7.0的异步电机两种线性仿真模型；通过对异步电机主磁路饱和与铁损特性的实验研究,设计了一种通过变频器参数自学习方式辨识异步电机磁化曲线的工程方法,并建立了考虑主磁路饱和与铁损的异步电机非线性仿真模型。仿真结果验证了3种异步电机仿真模型的正确性,实验验证了考虑主磁路饱和与铁损异步电机非线性模型的有效性与精确性。 采用文中建立的异步电机非线性模型,分别对全损耗模型控制、恒转差频率控制、恒功率因数控制、直接降压控制等4种基于损耗模型的节能控制方案,以及基于在线模糊搜索的节能控制方案进行了仿真研究；在此基础上完成了恒功率因数控制、直接降压节能控制与模糊搜索节能控制方案的软件代码编写,并进行了实验分析。仿真与实验结果验证了5种节能控制方案的正确性,通过8项性能指标的综合评价,选择了直接降压节能控制作为产品推广应用的节能方案,并完成了软件设计与调试工作。最后结合直接降压与全局模糊搜索节能控制技术的不同特点,对一种新型基于直接降压与局部模糊搜索的混合式节能控制方案进行了探讨。 【关键词】：变频调速 异步电机 主磁路饱和 铁损 非线性模型 节能控制
【学位授予单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TM921.51;TM343
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 绪论8-13
• 1.1 变频调速概况8-10
• 1.1.1 变频调速技术发展历史及现状8-9
• 1.1.2 变频调速技术发展趋势9-10
• 1.2 变频调速系统节能控制概况10-12
• 1.2.1 节能控制技术研究意义10-11
• 1.2.2 节能控制技术国内外现状11
• 1.2.3 节能控制技术产品应用情况11-12
• 1.3 本文研究的产品化需求与科研资助背景及主要工作12-13
• 1.3.1 产品化需求与科研资助背景12
• 1.3.2 主要工作及章节安排12-13
• 2 变频调速系统节能控制原理13-21
• 2.1 变频调速系统损耗分析13-17
• 2.1.1 变频器损耗分析13
• 2.1.2 异步电机损耗分析13-17
• 2.2 变频调速系统的效率特性17-18
• 2.3 变频调速系统节能控制的研究方向及两类控制策略18-20
• 2.3.1 变频调速系统节能控制的研究方向18
• 2.3.2 基于损耗模型的节能控制策略18-19
• 2.3.3 基于在线搜索的节能控制策略19-20
• 2.4 本章小结20-21
• 3 三相异步电机数学模型及仿真模型21-45
• 3.1 三相异步电机的T型等效电路21-24
• 3.2 三相异步电机线性数学模型与仿真模型24-32
• 3.2.1 异步电机三相静止ABC坐标系上的数学模型24-26
• 3.2.2 坐标变换矩阵26-28
• 3.2.3 异步电机两相静止αβ坐标系上的数学模型28-29
• 3.2.4 异步电机任意两相同步旋转dq坐标系上的数学模型29
• 3.2.5 异步电机基于转子磁链定向的两相同步旋转MT坐标系上的数学模型29-31
• 3.2.6 异步电机线性仿真模型31-32
• 3.3 三相异步电机非线性数学模型与仿真模型32-40
• 3.3.1 异步电机的非线性问题32-34
• 3.3.2 异步电机主磁路饱和实验研究及互感曲线的工程辨识方法34-36
• 3.3.3 异步电机铁损实验研究及铁损等效电阻变化规律36-37
• 3.3.4 考虑主磁路饱和与铁损的异步电机数学模型37-38
• 3.3.5 考虑主磁路饱和与铁损的异步电机非线性仿真模型38-40
• 3.4 三相异步电机模型仿真结果与样机实验结果的性能对比40-44
• 3.4.1 异步电机三种模型的仿真结果对比40-43
• 3.4.2 异步电机非线性模型的仿真结果与样机的实验结果对比43-44
• 3.5 本章小结44-45
• 4 基于损耗模型的变频调速系统节能控制45-67
• 4.1 损耗模型节能控制的基本原理及分类45
• 4.2 全损耗模型节能控制45-49
• 4.2.1 全损耗模型节能控制分析45-47
• 4.2.2 全损耗模型节能控制框图及仿真47-49
• 4.3 恒转差频率节能控制49-52
• 4.3.1 恒转差频率节能控制分析49-51
• 4.3.2 恒转差频率节能控制框图及仿真51-52
• 4.4 恒功率因数节能控制52-59
• 4.4.1 恒功率因数节能控制分析52-55
• 4.4.2 恒功率因数节能控制框图及仿真55-57
• 4.4.3 变频调速系统节能控制实验平台介绍57
• 4.4.4 恒功率因数节能控制实验及结果分析57-59
• 4.5 直接降压节能控制59-65
• 4.5.1 直接降压节能控制分析59-60
• 4.5.2 直接降压节能控制框图及仿真60-62
• 4.5.3 直接降压节能控制实验及结果分析62-65
• 4.6 四种损耗模型节能控制技术性能对比与评价65-66
• 4.7 本章小结66-67
• 5 基于模糊搜索的变频调速系统节能控制67-78
• 5.1 模糊搜索节能控制基本原理及分类67-69
• 5.1.1 模糊控制基本原理67-69
• 5.1.2 模糊搜索节能控制分类69
• 5.2 全局模糊搜索节能控制技术69-75
• 5.2.1 全局模糊搜索节能控制分析69
• 5.2.2 全局模糊搜索节能控制框图及仿真69-72
• 5.2.3 全局模糊搜索节能控制实验及结果分析72-75
• 5.3 一种新型基于直接降压与局部模糊搜索的混合式节能控制方案75-77
• 5.3.1 直接降压控制与全局模糊搜索控制的性能对比分析75
• 5.3.2 混合式节能控制基本原理及实现框图75-77
• 5.4 本章小结77-78
• 6 结论78-80
• 6.1 全文总结78-79
• 6.2 下一步工作展望79-80
• 致谢80-81
• 参考文献81-85
• 硕士学习期间发表论文及参与科研项目85

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

风机、水泵类动力智能控制与节电系统的研究    张颖

电动车用永磁同步驱动电机控制方法的研究    贾朴

变频调速异步电动机效率优化控制的研究进展    崔纳新,张承慧,杜春水

一种考虑感应电机动态效率的转矩控制策略    杨耕,耿华,王焕钢

计及变频器和电机损耗的全变速泵站效率优化控制    张承慧;夏东伟;石庆升;

永磁同步电机转子涡流损耗计算的实验验证方法    徐永向;胡建辉;胡任之;邹继斌;

基于参数在线估计的交流异步电动机效率最优控制    崔纳新;张承慧;李珂;张承进;

感应电机恒功率因数控制的研究    常进,张曾科

一种改进的感应电机最大效率控制技术研究    刘小虎,谢顺依,郑力捷

轴径向气隙混合磁路多边耦合电机非线性模型及性能参数的定量研究    程树康,裴宇龙,张千帆

异步电机转子感应非正弦电流时的导条损耗    吴新振,王祥珩,罗成

PWM逆变器供电下电机铁心损耗的解析计算    黄平林;胡虔生;崔杨;黄允凯;

应用TMS320F240DSP的变频调速器的研究    段龙

FPGA应用技术及在电力系统中的应用前景    张志杰,叶海峰,汪翔

MATLAB/Simulink在《电力电子技术》教学研究中的应用    吴剑威;唐立新;

利用PSPICE仿真分析PWM控制电路    赵涛,姜卫东

基于模糊滑模控制器的PMSM伺服系统    杨玉东;刘保连;

双环模糊调速系统的设计与仿真研究    张春,郭兴众

直接转矩控制中无速度传感器技术的现状及发展    郭兴众;

基于零矢量插入的矢量细分的PMSM直接转矩控制研究    李敏;陈其工;江明;

无刷直流方波电机控制系统的计算机仿真    李先祥

在负功率下四象限变频器的DTC直接转矩控制的应用    刘春英;朱兵;

电机和电力拖动控制系统课程虚拟实验的开发    汪小平;洪乃刚;范国伟;

基于STM32纯电动汽车电驱控制研究    胡伟明;

基于起停式飞剪矢量控制系统的研究    陈秀;刘勇夫;冀晓童;高扬;徐青;王辉;

琅琊山电站机组变频启动时转子位置计算的介绍    汪卫平;

无轴承异步电机转子磁场定向控制研究    朱熀秋;李烽;潘伟;孙晓东;

大气隙直线感应电机矢量控制系统建模与仿真    王立强;雷美珍;卢琴芬;叶云岳;

无轴承永磁薄片电机试验平台及驱动系统设计    朱通;朱熀秋;孙永波;郝晓红;

基于EKF的感应电机无速度传感器控制系统    陈翠;孙衢;王旭光;

基于损耗模型和模糊搜索的异步电机最优效率控制方法    虞正民;颜文俊;包哲静;

基于霍尔元件的永磁同步直线电机伺服控制系统    刘星桥;韩辉;鲍丰亮;

基于PLC控制的PWM调节电容型SVC的研究    韩琳;李士杰;方科;张进;

开关磁阻电机在船舶电力推进中的应用研究    许爱德

数字化PWM逆变系统控制关键技术研究及其应用    杨金辉

交流伺服系统自适应滑模控制理论与方法研究    万宇宾

基于磁开关和带状线的长脉冲、超低阻抗脉冲发生器及其相关技术研究    杨实

变转速泵控差动缸及低能耗注塑机技术研究    张红娟

高速永磁电机转子损耗及通风散热研究    邢军强

永磁风力发电机分布式直流并网变流器的研究与实现    张洪阳

变频电源供电永磁同步电动机几个关键技术研究    赵国新

磁性液体微压差传感器的理论及实验研究    郝瑞参

基于飞轮储能的柔性功率调节器关键技术研究    陈仲伟

基于DSP的铜材连铸水平牵引变频调速控制系统研究    汪鹏飞

基于DSP的交流异步电动机变频调速技术研究    杨亮

基于DSP+FPGA的永磁同步电动机伺服驱动器研究    凌刚

立式刨切机机构设计优化    于张喜

基于EKF无速度传感器矢量控制系统的研究    田恩国

基于FPGA的跑步机变频调速系统的设计研究    高圆圆

改善永磁接触器动态分断过程的方法研究    张钢岭

电流型Z源逆变器主电路控制策略研究    翟清震

二维转台控制系统    魏光宇

感应电机矢量控制系统研究与实现    葛金法

变频器谐波治理与无功功率补偿    王津轲;

无刷直流电机调速系统模糊神经网络控制新方法    纪志成,薛花,沈艳霞

空间矢量调制的永磁同步电机直接转矩控制    王斌;王跃;王兆安;

感应电机优化SVPWM调制策略研究    王金东;张和生;

基于单极性SPWM控制的并网逆变器的研究    孙继健;肖岚;

国内外电动汽车发展及前景预测    辛克伟;周宗祥;卢国良;

新型谐波消除交流电压调节器的研究    俞红祥,林敏,纪延超

基于SIMUlink的SVPWM仿真    范心明;

一种用于大功率IGBT的驱动电路    王方;党怀东;杨有涛;张婉;

浅谈水泵变频节能技术应用    吕智;黄昱;

战略性新兴产业发展与演进研究    牛立超

智能控制在电力系统谐波抑制中的应用    童梅

混合动力客车整车控制策略及总成参数匹配研究    刘明辉

异步电机变频调速节能控制运行研究    林友杰

纯电动试验车及其相关技术研究    张卫钢

时变不确定机电运动系统的非线性自适应控制    梁艳阳

混合动力电动汽车用永磁同步电动机驱动系统的研究    曹先庆

低速大转矩永磁同步电机直接转矩控制研究    陈永军

永磁电动机控制系统若干问题的研究    刘军

新能源汽车技术经济综合评价及其发展策略研究    阮娴静

变频器在水泵应用中的研究    陈少雄

PID控制器参数整定方法及其应用研究    何芝强

永磁同步电机的矢量控制系统    汤新舟

电动汽车行业发展环境分析    程魁玉

永磁同步电动机的模糊神经网络控制方法研究    田明秀

基于数据挖掘的模糊控制器的设计研究    徐开军

异步电机节能控制器研究    张震

车用电机驱动系统    夏斌

基于DSP的无刷直流电机控制系统设计和仿真研究    殷云华

基于模糊控制的泵类负载电机节能装置的研究    刘晓艳

电压型PWM高频整流器统一数学模型及系统仿真    詹长江,康勇,刘平,陈坚

一种考虑感应电机动态效率的转矩控制策略    杨耕,耿华,王焕钢

脉宽调制型（PWM）逆变器－异步电机系统的稳态状态空间分析    贺益康

感应电动机新型最小损耗控制策略    张承慧,李爱文,张庆范

逆变器供电下的异步电机计算机辅助设计    赵争鸣

电动汽车驱动用感应电机在线效率最优控制的算法研究    郭鹏义,杨耕,孙梅生,牛晨,陈旸

基于谐波分析法的高速变频电机铁耗计算方法    方瑞明,王榕

有限公式电磁场数值计算理论与性能    严登俊;朱长江;李伟;

三相输出变压器对逆变器并联的影响    张宇,康勇,陈坚

变频器的转差频率补偿控制    马立华;

电动汽车的电效率优化问题    牛晨;陈旸;郭鹏义;杨耕;

变频调速系统的性能指标    李光举

多单元同步传动变频调速系统在涤纶短纤后处理联合机上的应用    苗晓红

变频调速系统的常见问题及解决办法    王军,孙淑静,张庆新

大功率变频调速系统    胡静

变频调速系统的抗干扰技术    李煜

变频调速系统在桥式起重机卷扬机电气改造中的应用    陈峰;

谈变频调速系统抗干扰的问题    唐进;

变频调速系统在矿山提升机中的应用    杨涛;

钢厂轧制辅助传动变频调速系统方案与应用分析    刘缤;

变频调速系统和计算机优化设计的研究    林琪，魏金声，林宇

变频调速系统的发展现状与前景展望    刘凤辉;

高效节能变频调速系统    

《低压测量电器在变频调速系统中的应用与选择》    姜朴;张晶;

大型岸边集装箱起重机的全变频调速系统    蒋斌;

变频调速系统分析与比较    李国伟;

大厦中央空调变频调速系统的原理与方案的选择    左斌;

大功率中压变频调速系统的研制    干永革;周超;赵雨;李崇坚;

基于鲁棒内模原理实现的高性能变频调速系统    白晶;赵弘;

架线式机车变频调速系统研究    史琴;庄圣贤;董行健;

聚酯装置变频调速系统    丁永汀;杨波;吴健锋;

省变频调速系统及技术重点实验室在我市立项建设    记者 杨栋

大功率变频调速系统项目通过鉴定    九枫

北京铁道大厦节能年年都有新进展    毛丽新

超额完成年度生产任务    苏敏　何文生

大功率交交变频调速系统实现创新    卢燕青

变频器在电梯运行中的参数设定    山西 杨德印

高性能变频调速系统若干关键技术问题研究    李洁

无传感速度伺服矢量变频调速系统的研究    庄圣贤

基于静止变频调速系统的抽水蓄能机组起动研究    赵相宾

电动机变频调速系统故障检测与诊断技术研究    崔博文

基于TMS320LF2407A DSP的变频调速系统研究    林立

数字信号处理器在变频调速系统中的应用    张志杰

变频调速系统抗干扰问题实验研究    陈燕燕

变频调速系统监控网络的开发    李海波

变频调速系统的电磁兼容性研究与设计    戴珊

变频调速系统电磁兼容性设计及电磁优化算法    王育槐

直接矢量控制变频调速系统研究与开发    唐雪峰

变频调速系统节能控制技术研究    安少亮

绕线转子无刷双馈变频调速系统的研究    黄晓航

锅炉给粉变频调速系统的改造及应用    张慧敏