赵忠生[1]2005年在《内反馈串级调速系统的研究及应用》文中指出众所周知,风机、水泵调速运行的节电效果是非常明显的,平均在30%左右。目前交流调速应用大多是变频调速,但高压变频调速系统由于技术、谐波污染等问题。在实际应用中受到了一定的限制。对于风机和水泵的调速,绕线电机串级调速是其中方案之一,它把调速装置从定子改至转子,既避免了高电压,又减少了调速装置的容量。在分析了传统串级调速系统存在问题的基础上,本文介绍了一种改进的串级调速系统即内反馈串级调速系统。通过对各种控制方式的分析比较,阐明了各自的优缺点,并就装置在发电厂辅机拖动中的应用情况进行了说明。最后利用MATLAB的SIMULINK工具搭建了一个内反馈串级调速电机的模型,并对其进行了仿真分析,仿真结果进一步验证了通过改变串入转子绕组的附加电势可以改变电机转速。
马长啸[2]2007年在《高功率因数斩波式内反馈串级调速系统研究》文中研究说明晶闸管串级调速系统作为一种高效、节能的调速方案,具有装置结构简单、维护容易、能实现连续平滑地调速等优点。但是功率因数低、谐波污染严重等缺点阻碍了它的推广应用。本文在分析其原理及结构的基础上,讨论了影响其功率因数的主要因素,进而提出了PWM变流式串级调速系统,提高了系统的功率因数。文中给出了系统的工作原理,分析了新系统对系统功率因数的改善情况。给出了PWM变流器的控制策略及模糊PI调节器的建立方法。对系统中各个环节的参数进行了分析计算,建立了内反馈电机的数学模型。最后对PWM变流式串级调速系统进行了仿真,证明该调速系统完全完成了课题的设计思想。
杨磊[3]2011年在《基于电压型PWM整流器的新型内馈斩波串级调速系统的研究》文中提出风机和泵类负载在生产过程中应用广泛,但是其耗电量大,不能达到有效的节能效果,传统的调速方式是采用一种转差功率消耗型的调速系统,这样驱动电机的输出功率并没有改变,增加了无功,浪费了大量的电能。所以,改进大容量的风机、泵类负载的调速方式是当务之急,也是响应了国家提出节能减排的号召。本文首先分析了传统串级调速系统应用的局限性以及其存在的缺点,在此基础之上应用新型内反馈斩波串级调速技术改造风机,此调速系统主要由内反馈电动机、斩波器和电压型PWM整流器组成。从分析绕线式异步电动机的数学模型入手,建立内反馈电动机的在三相静止坐标下的数学模型和两相旋转坐标下的数学模型,并通过建立更直观的等值电路来观察内反馈电动机中定子侧、转子侧以及附加绕组侧的电磁关系；在传统串级调速系统的基础上探求内反馈斩波串级调速系统的工作原理及其特性,并通过比较两者的工作效率来证实后者的优势所在；研究了电压型PWM整流器的数学模型,对其运行特性进行了分析,并分析了其应用于内反馈斩波串级调速系统中的优势所在；利用仿真软件Matlab/simulink对内反馈电动机和电压型PWM整流器的数学模型进行仿真研究,仿真结果证明了数学模型的正确性,并对内反馈斩波串级调速系统的双闭环进行了建模和研究,证实了新型内反馈斩波串级调速系统的可行性。最后给出了系统中主要的硬件电路以及软件流程图,进行了相关的实验,通过对比仿真结果和实验结果证明了使用斩波器可以平滑的调节系统的转速；同时也验证了PWM整流器应用于调速系统提高了系统的功率因数以及减少网侧谐波含量的优势,也防止系统出现逆变颠覆,其工作在逆变状态,将转子回路的能量回馈到电动机定子侧,回馈的能量越多,调速范围越大,从而达到节能降耗的目的。
巩保峰[4]2004年在《内反馈式串级调速系统的理论研究及系统设计》文中研究说明晶闸管串级调速系统作为一种高效、节能的调速方案,具有装置结构简单、维护容易、能实现连续平滑地调速等优点,尤其是对风机、泵类等大容量平方转矩负载进行控制时,其节能效果是十分可观的。但如何提高它的功率因数和降低谐波对电网污染却一直是困扰人们的课题。本文首先从普通串级调速原理入手,简要分析了影响串级调速系统功率因数的主要因素,提出了带斩波环节的内反馈串级调速系统。文中给出了系统的工作原理,详细分析了新型调速系统对系统功率因数的改善情况:对系统中各个环节的参数进行了分析计算,给出了具体计算公式,建立了内反馈电机的数学模型并对其进行了仿真。通过仿真结果,进一步验证了该电机的数学模型的正确性。本文最后对应用实例进行了详细的测试和分析,证明该调速系统完全完成了课题的设计思想。
孙金水[5]2007年在《斩波内馈串级调速系统的基础研究》文中研究指明本文分析了用集成门极晶闸管IGCT作为斩波器的斩波内馈串级调速系统的工作原理和系统特性,对系统中主回路的参数进行了详细的分析计算,给出了具体计算公式,并用软件实现串级调速系统的参数计算;控制系统采用电流内馈,转速外馈的双闭环控制系统,对所开发的系统用MATLAB软件进行了仿真;由于晶闸管逆变器存在逆变颠覆等固有缺点,提出了用IGBT功率晶体管构成的有源逆变器来加以克服,并进行了仿真分析;应用现场实例进行了详细的测试和分析,证明该调速系统达到了预期的效果。这就使得该调速系统在大功率风机、泵类负载的调速节能方面具有广阔的应用前景。
宋桂英[6]2000年在《内反馈电动机及其调速系统》文中提出本文设计了一种新型调速系统即内反馈串级调速系统，并分析了该调速系统在大功率风机、泵类负载的节能应用方面所具有的重要意义。提出了用于内反馈串级调速系统的内反馈电机，建立了内反馈电机的数学模型并对其进行了仿真。通过仿真结果，进一步验证了该电机的数学模型的正确性。 与普通串级调速系统相比，由于内反馈调速电机的定子上调节绕组的存在，因此该电机用于串调系统时，省去了串调系统中所必须的逆变变压器，进而使系统成本降低，而且减少了逆变变压器的损耗，提高了系统效率；采用绝缘栅双极型晶体管（IGBT）作为该调速系统的直流斩波器，提高了系统的功率因数以及降低了谐波成分，减少了对电网的谐波污染。这些都使得该调速系统在大功率风机、泵类负载的节能调速方面具有广阔的应用前景。 IGBT斩波器采用集成化专用驱动器EXB841，该驱动器采用具有高隔离电压的光耦合器作为信号隔离，满足了隔离和快速的要求，同时又在很大程度上使电路简化。而且它仅需单电源供电，内部还设有过流保护电路；逆变器采用FCOG30D触发板，该触发板可以输出很宽的脉冲移相范围，尤其可以输出120°宽脉冲，满足了系统对宽脉冲的要求。
于精卫[7]2008年在《斩波式内反馈串级调速系统的设计》文中研究表明风机和水泵在国民经济各部门中,应用数量众多,耗电量巨大,存在严重的能源损耗问题,因此积极推广风机、泵类负载的节能调速技术具有重大的国民经济意义。本文在客观分析风机、泵类负载调速技术发展现状的基础上,针对传统串级调速系统功率因数低的问题,结合内反馈电动机节能调速的具体实际,提出采用基于转子侧功率控制的内反馈串级调速技术,并对斩波式内反馈串级调速系统进行了深入的研究。根据串级调速的基本原理和内反馈电机的基本结构,设计了内反馈电机的斩波式串级调速系统。为了减少从电网吸收的无功功率,提高系统的功率因数,逆变器的逆变角固定在最小逆变角,采用PWM控制策略,通过控制斩波器的占空比来改变电机转子回路的附加电势,从而达到调速的目的。电机转子转差输出功率经整流器、斩波电路、逆变电路回馈到内反馈电动机的调节绕组,缩短了能量循环路径,且没有变压器损耗,提高了调速效率和功率因数,同时减小了谐波;按照工程方法设计了转速、电流双闭环调节器;建立了内反馈电机的数学模型,并在MATLAB的Simulink里对斩波电路以及整个内反馈串级调速系统进行了仿真,发现斩波器的占空比与电机转速之间存在着线性变化关系。实践证明,斩波式内反馈串级调速系统控制效果优越,节能效果显著,是一种很有发展潜力的调速技术。
李铁成[8]2007年在《内反馈串级调速电机的电磁机理分析》文中认为众所周知,风机、水泵调速运行的节电效果是非常明显的。内反馈电机是近年来出现的一种新型的转子绕线式电机,该型电机应用于由高电压、大容量电机构成的风机、水泵类负载的串级调速节能系统,将有效地提高系统的效率,减少接线复杂程度,节省占地面积。本文就内反馈电机的电磁机理进行分析,基于d-q-0同步坐标变换方法,确立内反馈电机的数学模型和稳态等值电路;对比传统串级调速系统,分析带斩波环节的内反馈串级调速系统的性能与效率;利用MATLAB的S-function建立内反馈串级调速电机的仿真模型,并结合带斩波环节的内反馈串级调速仿真系统,进一步验证了内反馈电机电磁机理的正确性。
张晓东[9]2010年在《基于PWM有源逆变器的内反馈串级调速系统的仿真研究》文中指出随着电力电子技术和计算机控制技术的发展,串级调速技术重新受到人们的关注,近年来发展起来的内反馈斩波串级调速技术以其调速性能好、控制精度高等特点受到人们的亲睐,尤其是在高压大容量电动机调速方面,展现出良好的节能前景。目前,内反馈斩波串级调速技术普遍采用可控硅晶闸管逆变器进行电能的反馈,虽然采用斩波控制技术较大地提高了系统功率因数,但依然存在晶闸管换流引起网侧电流波形畸变、低速时功率因数降低及逆变颠覆等的不足。针对以上不足,文中提出采用三相电压型PWM逆变器代替传统晶闸管相控逆变器,利用三相电压型PWM逆变器功率因数和直流侧电压可控的优点,从结构上打破了传统可控硅串级调速技术因电路结构限制而不能进一步提高系统功率因数的局限性。本论文首先从研究基于晶闸管逆变器的内反馈斩波串级调速技术入手,分析了内反馈调速电动机电磁关系,为建立内反馈电动机仿真模型提供理论依据；通过对内反馈斩波串级调速系统直流回路的分析,揭示了斩波串级调速系统的工作原理及其节能原理,并对内反馈斩波串级调速系统的谐波和功率因数进行分析,给出提高系统功率因数和减小系统谐波“污染”的可行方案,即采用三相PWM逆变技术,在保持原有斩波串级调速技术优点的基础上,结合三相电压型PWM逆变器的控制特点,通过提高逆变器功率因数来提高整个系统的总功率因数,并通过控制逆变器交流侧电流的波形,减小系统谐波“污染”。由于目前PWM逆变器在串级调速系统中的应用较少,甚至仍停留在理论研究阶段,因此本文建立了基于三相电压型PWM逆变器的内反馈串级调速系统的仿真模型,通过仿真实验,进一步验证了PWM逆变器在串级调速系统中应用的可行性,这为PWM逆变器在工程上的应用研究提供了便利；文中还针对串级调速系统功率因数随转速下降而降低的不足提出了可行的解决方案,即通过控制PWM逆变器的无功电流,使逆变器产生容性无功功率,补偿因转子整流而产生的感性无功,使系统在低速时也能保持较高的功率因数。通过仿真研究,系统地分析了基于三相电压型PWM逆变器的内反馈串级调速系统的特性以及在运行中可能出现的问题,这为三相电压型PWM逆变器在工程上应用提供了较为可靠的理论依据。
范毅[10]2010年在《基于DSP的内反馈串级调速系统》文中进行了进一步梳理电动机系统是一个面大量广的应用产业,在我国工业生产中有相当一部分是风机、水泵等传动系统,这类负载约占工业电力传动总量的一半,这类负载大都是依赖挡板或阀门来调节流量,损耗掉大量电功率。造成这种状况的主要原因是:许多风机和水泵处于恒速、24小时连续运转状态,这些设备都是根据运行中可能出现的最大负荷条件选择的,而实际工作时所需的功率值往往比设计值小很多,又因为风机、水泵类传动系统的传统调速方法是通过调节入口或出口挡板(或阀门)的开度来调节风量、给水量,其输入功率大,能量消耗严重。论文首先以串级调速的发展与现状为研究背景,比较变频调速和串级调速的优缺点,分析了三种串级调速系统,针对传统串级调速功率因数低的缺点,结合斩波内反馈串级调速的特点设计了基于DSP的斩波内反馈串级调速系统,并说明了本课题的研究意义和主要完成的工作。论文接着介绍斩波内反馈串级调速的原理,分析如何减少串级调速装置从电网吸收无功功率,提高系统的功率因数,逆变器的逆变角固定在最小逆变角的原因,通过DSP控制斩波器的占空比来改变电机转子回路的附加电势,从而达到调速的目的;具体介绍了斩波器件选型的原则以及IGBT的结构和原理;详细介绍了工程中容易出现的逆变颠覆现象以及如何防止逆变颠覆的措施;具体推导了斩波元件的参数计算。硬件设计中DSP芯片TMS320F2812,使采集到的模拟信号更加精确,提高了系统运算的准确度。详细介绍了硬件各个模块的电路设计思路,以及元件的参数;软件设计采用双闭环控制,该系统创新地采用DSP与PLC相结合的控制策略,减小了DSP的运算量,同时由于PLC在工业控制中较好的抗干扰能力,使得该系统运行起来更安全、可靠。由于电机与串级调速系统在实际应用中距离较远,一般传输线容易受到干扰,而采用光纤传输能很好地解决传输中外界的干扰,所以设计采用光纤发送模块HFBR-1414和光纤接收模块HFBR-2412。实践证明,该斩波式内反馈串级调速系统控制效果优越,节能效果显著,抗干扰能力较好,是一种很有发展潜力的调速技术。
参考文献：
[1]. 内反馈串级调速系统的研究及应用[D]. 赵忠生. 华北电力大学（北京）. 2005
[2]. 高功率因数斩波式内反馈串级调速系统研究[D]. 马长啸. 华北电力大学（河北）. 2007
[3]. 基于电压型PWM整流器的新型内馈斩波串级调速系统的研究[D]. 杨磊. 安徽理工大学. 2011
[4]. 内反馈式串级调速系统的理论研究及系统设计[D]. 巩保峰. 华北电力大学（河北）. 2004
[5]. 斩波内馈串级调速系统的基础研究[D]. 孙金水. 华北电力大学（河北）. 2007
[6]. 内反馈电动机及其调速系统[D]. 宋桂英. 河北工业大学. 2000
[7]. 斩波式内反馈串级调速系统的设计[D]. 于精卫. 内蒙古科技大学. 2008
[8]. 内反馈串级调速电机的电磁机理分析[D]. 李铁成. 华北电力大学（河北）. 2007
[9]. 基于PWM有源逆变器的内反馈串级调速系统的仿真研究[D]. 张晓东. 华北电力大学（北京）. 2010
[10]. 基于DSP的内反馈串级调速系统[D]. 范毅. 杭州电子科技大学. 2010
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