轉(zhuǎn)子變頻在球磨機(jī)節(jié)能方向上的應(yīng)用

【摘要】：轉(zhuǎn)子變頻控制是將電能分別饋入感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組的一種控制方式,適合一些恒負(fù)載生產(chǎn)機(jī)械,對(duì)于一些高電壓,大功率且調(diào)速范圍不大的場合,通常采用繞線型異電機(jī)轉(zhuǎn)子變頻控制系統(tǒng),它的裝置可靠性能高,而且造價(jià)低廉,經(jīng)濟(jì)效益高。此外,轉(zhuǎn)子變頻矢量控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)快,諧波污染低,并具有高效節(jié)能,調(diào)節(jié)電網(wǎng)功率因數(shù)等控制特點(diǎn),國外對(duì)其控制進(jìn)行了廣泛的研究,并逐步在工業(yè)領(lǐng)域得到應(yīng)用。 在控制方案中選擇轉(zhuǎn)子電流定向控制,引入了定子電流磁鏈分量,實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制,由于轉(zhuǎn)子電流矢量與定子磁鏈(定子磁鏈幅值不變)垂直,其電流分量可實(shí)現(xiàn)解耦控制。速度調(diào)節(jié)在轉(zhuǎn)子d-q坐標(biāo)系下進(jìn)行,以轉(zhuǎn)子電流矢量進(jìn)行定向控制,所以無須檢測轉(zhuǎn)子初始位置,這樣便構(gòu)成了無速度傳感器轉(zhuǎn)子變頻控制系統(tǒng),提高了系統(tǒng)的可靠性。 在硬件設(shè)計(jì)方面,選擇交—交變頻控制器作為轉(zhuǎn)子變頻控制器的基本結(jié)構(gòu),重點(diǎn)對(duì)電源,觸發(fā)控制,邏輯判斷,繼電器控制,單片機(jī)控制等部分進(jìn)行硬件電路設(shè)計(jì)及調(diào)試。在軟件設(shè)計(jì)方面,引入了積分分離式的數(shù)字PI控制算法,增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性,’同時(shí)應(yīng)用余弦交截法對(duì)交交變頻器的觸發(fā)角進(jìn)行控制,由于交交變頻器在低頻時(shí)工作,在保證中斷定時(shí)準(zhǔn)確的前提下,對(duì)于一些耗時(shí)的計(jì)算可以離線進(jìn)行。綜合調(diào)試待整個(gè)轉(zhuǎn)子變頻控制系統(tǒng)正常工作后,實(shí)測定子側(cè)電流值,比較前后變化,分析其在節(jié)能方面的效果。 本設(shè)計(jì)著重轉(zhuǎn)子變頻電機(jī)的節(jié)能性能方面上的控制,對(duì)球磨繞線電機(jī)的數(shù)學(xué)模型分析后,穩(wěn)定轉(zhuǎn)子電流在控制速度上的分量,調(diào)整無功功率分量,達(dá)到節(jié)能的效果。對(duì)轉(zhuǎn)子變頻控制系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)踐調(diào)試,結(jié)果證明轉(zhuǎn)子變頻電機(jī)的轉(zhuǎn)子電流定向的矢量控制調(diào)速系統(tǒng)具有變頻器功率小、功率因數(shù)高、動(dòng)態(tài)性能好、調(diào)速范圍廣等優(yōu)點(diǎn),適用于風(fēng)機(jī)、泵類、球磨等負(fù)載的控制,有良好的工業(yè)應(yīng)用前景。文章提供大量試驗(yàn)圖形來研究轉(zhuǎn)子變頻電機(jī)的性能,為轉(zhuǎn)子變頻電機(jī)在其他方面的研究奠定了基礎(chǔ)。 【關(guān)鍵詞】：轉(zhuǎn)子變頻 矢量控制 節(jié)能 功率因數(shù)
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：TD63;TD453
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-17
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 球磨機(jī)應(yīng)用轉(zhuǎn)子變頻的優(yōu)勢12-13
• 1.3 控制系統(tǒng)整體方案比較選擇13-15
• 1.3.1 V/F開環(huán)控制13
• 1.3.2 矢量控制13-14
• 1.3.3 直接轉(zhuǎn)矩控制14-15
• 1.4 本課題的目的和任務(wù)15-16
• 1.5 本章小結(jié)16-17
• 第2章 數(shù)學(xué)建模和控制策略17-41
• 2.1 異步繞線電機(jī)基本工作原理17-19
• 2.2 轉(zhuǎn)子變頻控制器的工作原理19-22
• 2.3 轉(zhuǎn)子變頻控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理論依據(jù)22-32
• 2.3.1 靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型22-23
• 2.3.2 坐標(biāo)變換23-27
• 2.3.3 d-q坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型27-29
• 2.3.4 矢量控制系統(tǒng)29-32
• 2.4 轉(zhuǎn)子變頻控制下能量傳遞關(guān)系32-36
• 2.5 無速度傳感器速度辯識(shí)原理36-39
• 2.6 矢量控制精度對(duì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電阻的敏感性39-40
• 2.7 本章小結(jié)40-41
• 第3章 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)41-55
• 3.1 主電路設(shè)計(jì)41-44
• 3.1.1 主電路結(jié)構(gòu)及其工作原理41-42
• 3.1.2 主電路主要器件及選型42-44
• 3.2 控制電路設(shè)計(jì)44-50
• 3.2.1 電源部分45-46
• 3.2.2 觸發(fā)控制46-47
• 3.2.3 邏輯判斷47-48
• 3.2.4 可控硅觸發(fā)48-49
• 3.2.5 繼電器控制49-50
• 3.2.6 單片機(jī)控制部分50
• 3.3 保護(hù)電路設(shè)計(jì)50-52
• 3.3.1 可控硅保護(hù)電路50-51
• 3.3.2 觸發(fā)脈沖互鎖電路51-52
• 3.3.3 零電流檢測電路52
• 3.4 電磁兼容性設(shè)計(jì)52-54
• 3.5 本章小結(jié)54-55
• 第4章 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)55-67
• 4.1 軟件設(shè)計(jì)環(huán)境55
• 4.2 軟件的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)55-57
• 4.2.1 主機(jī)程序設(shè)計(jì)55-56
• 4.2.2 從機(jī)程序設(shè)計(jì)56-57
• 4.3 余弦交截法確定觸發(fā)時(shí)間的數(shù)字實(shí)現(xiàn)57-59
• 4.4 無環(huán)流邏輯控制59-61
• 4.5 數(shù)字PI調(diào)節(jié)器61-63
• 4.6 數(shù)字濾波技術(shù)63-65
• 4.7 本章小結(jié)65-67
• 第5章 系統(tǒng)調(diào)試及分析67-73
• 5.1 控制系統(tǒng)的建立67
• 5.2 調(diào)試步驟67-71
• 5.2.1 控制電路調(diào)試及分析67-69
• 5.2.2 主電路調(diào)試69-70
• 5.2.3 調(diào)試過程中的注意事項(xiàng)70-71
• 5.3 主電路調(diào)試及分析71
• 5.4 本章小結(jié)71-73
• 第6章 結(jié)論與展望73-77
• 6.1 全文總結(jié)73-74
• 6.2 心得體會(huì)74
• 6.3 進(jìn)一步工作展望74-77
• 參考文獻(xiàn)77-81
• 附錄A81-83
• 致謝83

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中冶華天開發(fā)低壓SVC裝置順利投運(yùn)    傅建設(shè) 楊峰

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『外商』送錦旗服務(wù)見情意    彭濱

晉豐公司節(jié)電三措施降耗顯成效    王志勇

波輪洗衣機(jī)變頻控制系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用    柴新建 朱甫金等

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變頻控制器將有“國標(biāo)”    本報(bào)記者

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電勵(lì)磁同步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制理論研究及實(shí)踐    周揚(yáng)忠

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轉(zhuǎn)子變頻在球磨機(jī)節(jié)能方向上的應(yīng)用    李志成

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