變頻調(diào)速系統(tǒng)節(jié)能控制技術(shù)研究

【摘要】： 異步電機變頻調(diào)速系統(tǒng),無論VVVF控制方式還是矢量控制方式,多數(shù)工況下采用額定勵磁控制,這樣對于空載或輕載運行時,其效率會明顯下降。針對此問題,本課題在國內(nèi)外現(xiàn)有研究成果的基礎(chǔ)上,對變頻調(diào)速系統(tǒng)節(jié)能控制問題進行了深入研究。 本文首先介紹了變頻調(diào)速系統(tǒng)節(jié)能控制原理,建立了基于Matlab\Simulink7.0的異步電機兩種線性仿真模型；通過對異步電機主磁路飽和與鐵損特性的實驗研究,設(shè)計了一種通過變頻器參數(shù)自學(xué)習(xí)方式辨識異步電機磁化曲線的工程方法,并建立了考慮主磁路飽和與鐵損的異步電機非線性仿真模型。仿真結(jié)果驗證了3種異步電機仿真模型的正確性,實驗驗證了考慮主磁路飽和與鐵損異步電機非線性模型的有效性與精確性。 采用文中建立的異步電機非線性模型,分別對全損耗模型控制、恒轉(zhuǎn)差頻率控制、恒功率因數(shù)控制、直接降壓控制等4種基于損耗模型的節(jié)能控制方案,以及基于在線模糊搜索的節(jié)能控制方案進行了仿真研究；在此基礎(chǔ)上完成了恒功率因數(shù)控制、直接降壓節(jié)能控制與模糊搜索節(jié)能控制方案的軟件代碼編寫,并進行了實驗分析。仿真與實驗結(jié)果驗證了5種節(jié)能控制方案的正確性,通過8項性能指標(biāo)的綜合評價,選擇了直接降壓節(jié)能控制作為產(chǎn)品推廣應(yīng)用的節(jié)能方案,并完成了軟件設(shè)計與調(diào)試工作。最后結(jié)合直接降壓與全局模糊搜索節(jié)能控制技術(shù)的不同特點,對一種新型基于直接降壓與局部模糊搜索的混合式節(jié)能控制方案進行了探討。 【關(guān)鍵詞】：變頻調(diào)速 異步電機 主磁路飽和 鐵損 非線性模型 節(jié)能控制
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：TM921.51;TM343
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 緒論8-13
• 1.1 變頻調(diào)速概況8-10
• 1.1.1 變頻調(diào)速技術(shù)發(fā)展歷史及現(xiàn)狀8-9
• 1.1.2 變頻調(diào)速技術(shù)發(fā)展趨勢9-10
• 1.2 變頻調(diào)速系統(tǒng)節(jié)能控制概況10-12
• 1.2.1 節(jié)能控制技術(shù)研究意義10-11
• 1.2.2 節(jié)能控制技術(shù)國內(nèi)外現(xiàn)狀11
• 1.2.3 節(jié)能控制技術(shù)產(chǎn)品應(yīng)用情況11-12
• 1.3 本文研究的產(chǎn)品化需求與科研資助背景及主要工作12-13
• 1.3.1 產(chǎn)品化需求與科研資助背景12
• 1.3.2 主要工作及章節(jié)安排12-13
• 2 變頻調(diào)速系統(tǒng)節(jié)能控制原理13-21
• 2.1 變頻調(diào)速系統(tǒng)損耗分析13-17
• 2.1.1 變頻器損耗分析13
• 2.1.2 異步電機損耗分析13-17
• 2.2 變頻調(diào)速系統(tǒng)的效率特性17-18
• 2.3 變頻調(diào)速系統(tǒng)節(jié)能控制的研究方向及兩類控制策略18-20
• 2.3.1 變頻調(diào)速系統(tǒng)節(jié)能控制的研究方向18
• 2.3.2 基于損耗模型的節(jié)能控制策略18-19
• 2.3.3 基于在線搜索的節(jié)能控制策略19-20
• 2.4 本章小結(jié)20-21
• 3 三相異步電機數(shù)學(xué)模型及仿真模型21-45
• 3.1 三相異步電機的T型等效電路21-24
• 3.2 三相異步電機線性數(shù)學(xué)模型與仿真模型24-32
• 3.2.1 異步電機三相靜止ABC坐標(biāo)系上的數(shù)學(xué)模型24-26
• 3.2.2 坐標(biāo)變換矩陣26-28
• 3.2.3 異步電機兩相靜止αβ坐標(biāo)系上的數(shù)學(xué)模型28-29
• 3.2.4 異步電機任意兩相同步旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系上的數(shù)學(xué)模型29
• 3.2.5 異步電機基于轉(zhuǎn)子磁鏈定向的兩相同步旋轉(zhuǎn)MT坐標(biāo)系上的數(shù)學(xué)模型29-31
• 3.2.6 異步電機線性仿真模型31-32
• 3.3 三相異步電機非線性數(shù)學(xué)模型與仿真模型32-40
• 3.3.1 異步電機的非線性問題32-34
• 3.3.2 異步電機主磁路飽和實驗研究及互感曲線的工程辨識方法34-36
• 3.3.3 異步電機鐵損實驗研究及鐵損等效電阻變化規(guī)律36-37
• 3.3.4 考慮主磁路飽和與鐵損的異步電機數(shù)學(xué)模型37-38
• 3.3.5 考慮主磁路飽和與鐵損的異步電機非線性仿真模型38-40
• 3.4 三相異步電機模型仿真結(jié)果與樣機實驗結(jié)果的性能對比40-44
• 3.4.1 異步電機三種模型的仿真結(jié)果對比40-43
• 3.4.2 異步電機非線性模型的仿真結(jié)果與樣機的實驗結(jié)果對比43-44
• 3.5 本章小結(jié)44-45
• 4 基于損耗模型的變頻調(diào)速系統(tǒng)節(jié)能控制45-67
• 4.1 損耗模型節(jié)能控制的基本原理及分類45
• 4.2 全損耗模型節(jié)能控制45-49
• 4.2.1 全損耗模型節(jié)能控制分析45-47
• 4.2.2 全損耗模型節(jié)能控制框圖及仿真47-49
• 4.3 恒轉(zhuǎn)差頻率節(jié)能控制49-52
• 4.3.1 恒轉(zhuǎn)差頻率節(jié)能控制分析49-51
• 4.3.2 恒轉(zhuǎn)差頻率節(jié)能控制框圖及仿真51-52
• 4.4 恒功率因數(shù)節(jié)能控制52-59
• 4.4.1 恒功率因數(shù)節(jié)能控制分析52-55
• 4.4.2 恒功率因數(shù)節(jié)能控制框圖及仿真55-57
• 4.4.3 變頻調(diào)速系統(tǒng)節(jié)能控制實驗平臺介紹57
• 4.4.4 恒功率因數(shù)節(jié)能控制實驗及結(jié)果分析57-59
• 4.5 直接降壓節(jié)能控制59-65
• 4.5.1 直接降壓節(jié)能控制分析59-60
• 4.5.2 直接降壓節(jié)能控制框圖及仿真60-62
• 4.5.3 直接降壓節(jié)能控制實驗及結(jié)果分析62-65
• 4.6 四種損耗模型節(jié)能控制技術(shù)性能對比與評價65-66
• 4.7 本章小結(jié)66-67
• 5 基于模糊搜索的變頻調(diào)速系統(tǒng)節(jié)能控制67-78
• 5.1 模糊搜索節(jié)能控制基本原理及分類67-69
• 5.1.1 模糊控制基本原理67-69
• 5.1.2 模糊搜索節(jié)能控制分類69
• 5.2 全局模糊搜索節(jié)能控制技術(shù)69-75
• 5.2.1 全局模糊搜索節(jié)能控制分析69
• 5.2.2 全局模糊搜索節(jié)能控制框圖及仿真69-72
• 5.2.3 全局模糊搜索節(jié)能控制實驗及結(jié)果分析72-75
• 5.3 一種新型基于直接降壓與局部模糊搜索的混合式節(jié)能控制方案75-77
• 5.3.1 直接降壓控制與全局模糊搜索控制的性能對比分析75
• 5.3.2 混合式節(jié)能控制基本原理及實現(xiàn)框圖75-77
• 5.4 本章小結(jié)77-78
• 6 結(jié)論78-80
• 6.1 全文總結(jié)78-79
• 6.2 下一步工作展望79-80
• 致謝80-81
• 參考文獻81-85
• 碩士學(xué)習(xí)期間發(fā)表論文及參與科研項目85

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