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无刷同步

  • 10kV静止无功补偿装置的研究.rar

    我国电网无功补偿容量不足和配备不合理,特别是可调节的无功容量不足,快速响应的无功调节设备更少。冲击性负荷更会使得电网无功功率不平衡,将导致系统电压的巨大波动、善变,严重时会导致用电设备的损坏,出现系统电压崩溃和稳定性被破坏事故。 FC+TCR型静止无功补偿装置响应速度快,可以动态补偿无功功率,提高系统功率因数,抑制系统电压波动和闪变,因此在电气化铁路、电弧炉、轧机等的负荷无功补偿上得到广泛应用。中小用户由于成本高较少使用,但中小用户无功补偿容量及市场巨大,研制适合中小用户的FC+TCR型静止无功补偿装置很有必要。基于此目的,本文研制一台10kV FC+TCR型静止无功补偿装置,并以此为研究对象进行设计理论研究工作。 本文根据负荷无功功率的变化情况,计算了静止无功补偿装置的主电路参数,设计配备了高电位取能触发板和BOD过电压保护板。选择以TMS320F2812为核心的嵌入式控制板为主要部件,设计信号接入电路和晶闸管触发脉冲形成电路,构成最基本的静止无功补偿控制器。 基于瞬时无功补偿理论和不平衡负荷的平衡化原理(Steinmetz原理),建立补偿电纳计算模型,通过电压电流瞬时值采样计算需要补偿的瞬时无功功率和电纳,根据补偿电纳通过查表方法求得晶闸管的控制角,并将其应用到静止无功补偿装置样机中。仿真结果表明,算法是快速有效和准确的,主电路的参数是合理的,具有实际工程应用价值。

    标签: 10 kV 无功补偿

    上传时间: 2013-08-02

    上传用户:wzr0701

  • 大功率同步电机的软起动.rar

    同步电动机以其可调的功率因数和输出转矩对电网电压波动不敏感等良好的运行性能,在大功率电气传动领域独占螯头。同步电机虽然有很多优点,但它的最大缺点是起动困难。目前,大功率同步电机的软起动大多采用静止变频器起动方式,但由于变频器多采用晶闸管作为功率器件从而要依靠电动机产生的反电势才能自行关断并且辅助设备较多。而一旦逆变器换流失败就会导致电动机起动失败。针对晶闸管不能自行关断的缺点,本文研究了一种以IGBT做为变频器功率器件的转速开环恒压频比控制的起动方法。 @@ 首先,根据同步电动机的工作原理对同步电动机的起动特性进行了详细分析,并对全压异步起动方法进行了仿真研究,得出了起动过程中电动机相电流、电磁转矩等参数的变化曲线。针对异步起动过程中定子绕组产生过大冲击电流的问题,提出了逐级变频的转速开环恒压频比控制同步电动机软起动方法。阐述了逐级变频开环控制同步电动机软起动的原理,即通过逐级改变变频器输出频率使转子转速跟随定子旋转磁场转速逐级升高至额定值。推导出起动过程中变频器逐级变化的频率与电动机转动惯量、电磁转矩等参数的关系式。通过对一台同步电动机做工频起动和低频起动的仿真研究,证明了同步电动机在低频下依靠同步电磁转矩自行起动的可行性。通过计算转子转速达到相应同步转速的时间来确定变频器逐级升高的电压频率随时间的变化规律。然后,在采用电压型交直交变频器作为同步电机变频电源的基础上,设计了恒压频比逐级变频软起动的控制方案,利用MATLAB/SIMULINK构建了转速开环恒压频比控制同步电动机软起动的数学模型,对同步电动机的起动过程进行仿真试验,并且分别对空载起动和负载起动过程进行了分析。仿真结果验证了转速开环控制同步电动机软起动的可行性。 @@ 针对同步电动机起动后的并网问题进行了理论分析,并研究了相应的并网控制方案。应用MATLAB/SIMULINK对并网过程进行仿真试验,给出并网瞬间电网电压、同步电机相电流等参数变化曲线,从而验证了并网方案的可行性。 @@ 最后,对所做工作进行了总结,并展望了大功率同步电动机的软起动技术。 @@关键词:同步电动机;软起动;变频器;恒压频比

    标签: 大功率 同步电机 软起动

    上传时间: 2013-05-26

    上传用户:assss

  • 基于DSP的永磁同步电机伺服系统的研究.rar

    伺服系统是一种输出能够快速而精确地响应外部的输入指令信号的控制系统。伺服系统在工业控制和家用电气、航空航天等领域的应用越来越广泛。现代工业生产对伺服设备的性能也提出了越来越高的要求。因此,研制高性能、高可靠性的交流伺服系统有着十分重要的现实意义。 在伺服领域,永磁同步电机在结构特点和运行方式上具有比其它类型的传统伺服电机更为优秀的运行性能和更广泛的适用范围,被越来越多的应用到交流伺服系统。以数字信号处理技术为基础、以永磁同步电机为执行电机,采用高性能控制策略的全数字化永磁同步交流伺服控制系统必将成为伺服控制系统发展的趋势。 本论文在研究永磁同步电动机运行原理的基础上,详细讨论了磁场定向矢量控制理论,确定了id=0的控制策略和空间矢量脉宽调制(SVPWM)的电压调制方法。本文采用TI公司生产的专门用于电机控制的数字信号控制芯片DSP(TMS320LF2407A)作为控制系统核心处理芯片,设计了一套基于DSP的全数字永磁同步电动机伺服控制系统。论文详细论述了控制电路各部分及外围辅助电路的设计和调试,包括功率驱动电路,供电电路与电源电路以及传感器电路等等。软件开发均在TI的CCStudl02.2集成开发环境下完成,软件采用汇编语言编写,完成了主程序模块和子程序模块设计,实现了电流A/D采样、模型切换、转速PI调节等功能,实现了位置、速度和电流双闭环矢量控制,同时给出了主程序和各个子程序模块的流程图。 实验结果表明,基于DSP实现的全数字化交流伺服系统具有响应速度快、速度超调小、转矩脉动小等特点,具有良好的动静态特性以及较高的精度。基本达到了课题预期的效果,从而证明了系统设计的可行性。

    标签: DSP 永磁同步电机 伺服系统

    上传时间: 2013-05-18

    上传用户:bpbao2016

  • 基于DSP的TSC型动态无功补偿装置的研究.rar

    无功功率是影响电网稳定的一个重要因素,无功补偿是保证电力系统高效可靠运行的有效措施之一,它关系到整个电力系统能否安全稳定的运行。基于国内电力市场的需求现状,考虑到无功补偿的实现条件和经济适应性,研制出了一种基于DSPTMS320LF2407A控制的TSC型低压动态无功补偿装置。 本文主要研究了TSC无功补偿的基本原理,无功补偿的控制方式和原理,MATLAB系统仿真以及控制器的软、硬件的设计。在硬件设计方面,由DSPTMS320LF2407A作为主控制器,能够实现自动采样计算、无功自动调节、故障保护、数据存储等功能,具有比传统的单片机控制运算速度高,实时性好的特点。采用晶闸管控制投切电容器,完全实现了电容器的快速,无弧,无冲击投切,具有优良的性能。在软件上,采用C语言和汇编语言混合编程。在投切原则上,与常见的功率因数控制方案相比较,采用无功功率和功率因数相结合控制方式,避免了轻载投切振荡,使无功调节更为合理。 为了实现装置应具有的功能,本文设计并制作了较为完整的控制电路及其外围设备的硬件电路。文中设计编写了整个控制系统的控制程序,给出了控制软件的结构框图。结果表明本装置软硬件设计合理,控制方法可行,系统运行可靠,达到了预期的目的。

    标签: DSP TSC 动态

    上传时间: 2013-07-05

    上传用户:fff4444

  • 石油钻机电驱动系统谐波抑制和无功补偿研究.rar

    石油钻采设备通常工作于公共电网所不及的沙漠、海洋和陆地等环境场合,其中的电站子系统由数台柴油发电机组及其相应的控制系统构成,为石油钻机提供动力电源(小电网供电系统)。石油钻机中的钻井设备(绞车、泥浆泵和转盘等)由大功率的交流或直流电动机驱动,根据钻井工艺需要调节转速和控制转矩,因此,通常采用VFD变频调速系统或SCR直流调速系统来满足钻井工艺要求。众所周知,电力电子装置(VFD变频传动系统和SCR直流传动系统)对电力系统带来谐波污染,尤其是对柴油发电机组小电网系统,谐波污染的问题将更为严重,而且SCR电驱动系统的功率因数较低,也给小电网系统带来额外负担,影响供电质量。因此,对石油钻机电驱动系统进行谐波抑制和提高功率因数,显得尤为重要。本论文正是针对此问题进行的研究和实践。 本文对石油钻机电驱动系统的构成及其工作原理作了介绍,重点分析了SCR和VFD电驱动系统谐波和无功功率产生的原因及危害,结合国内外的研究成果,提出对石油钻机电驱动系统进行谐波抑制和无功补偿的方案,并将其应用到实际的工程项目中。 石油钻机电驱动系统为典型的多谐波源系统,本文对各个谐波源进行了详细地分析,并且将多个谐波源进行了合成叠加和计算,来确定对电网系统总的影响(电压畸变率);针对SCR和VFD电驱动系统的结构和特点,提出了对SCR和VFD系统进行谐波抑制和无功功率补偿的不同解决方案,即:对SCR电驱动系统,采用有源滤波器+动态无功功率补偿的办法,来消除谐波和改善功率因数;而对VFD电驱动系统,采用有源滤波器来消除谐波即可。 对石油钻机SCR和VFD电驱动系统谐波进行的分析和计算,为两系统谐波抑制的方案选型和系统优化提供了设计依据。本文选用适合于柴油发电机组小电网供电系统的有源滤波器(额定电压为690V)来滤除谐波,在系统结构上,采用一个谐波源配置一个有源滤波器的方法,主要解决了CT和PT连接的问题,实践证明系统配置合理,滤波效果良好。同时对SCR电驱动系统设计了动态无功补偿装置,通过实测数据验证了本文对SCR电驱动系统的无功进行了有效地补偿。

    标签: 石油 无功补偿 钻机

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:dct灬fdc

  • 基于模块化多电平换流器结构的HVDCLight系统的研究.rar

    轻型高压直流输电系统在解决交流系统非同步互联、向偏远地区的无源负荷供电、满足保护环境要求等方面具有很大的优势。在传统的基于两电平或三电平电压源型换流器的轻型高压直流输电系统中,换流器交流侧需要使用体积庞大和笨重的滤波装置,桥臂的高电压需要功率开关器件直接串联来实现等,增大了换流站的占地空间,降低了换流器的工作效率。 本文针对传统轻型高压直流输电系统所存在的缺点,采用一种新的模块化多电平换流器作为轻型高压直流输电系统的换流器。分析了模块化多电平换流器的工作原理,并提出将其应用于轻型高压直流输电系统的调制算法和控制策略。最后对控制系统的具体实现方案进行一定的探讨。通过仿真验证所提出的调制算法和控制策略的正确性。具体说来,全文的主要工作体现在以下几个方面: 1、详细讲述模块化多电平换流器的拓扑结构、子模块的具体实现形式及工作原理,并提出适合该换流器的调制算法。 2、详细介绍组成轻型高压直流输电系统的电压源型换流器的工作原理,分析电压源型换流器的间接电流和直接电流控制策略。 3、对基于模块化多电平换流器的轻型高压直流输电系统进行仿真,验证所提出控制策略的正确性。 4、探讨解决模块化多电平换流器子模块直流侧电容电压的均衡问题,提出一种较为简单有效的控制方法。 5、提出基于模块化多电平换流器结构的轻型高压直流输电控制系统的实现方法,并重点讲述子模块的数字逻辑电路的实现方法。

    标签: HVDCLight 模块化 换流器

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:huangzr5

  • 基于电压源换流器的高压直流输电系统控制策略研究.rar

    作为新一代直流输电技术,基于电压源换流器的高压直流输电凭借其独特的技术优点取得了飞速的发展,并已在新能源发电系统联网、电网非同步互联、无源系统供电、无功补偿等场合得到实际工程应用。在我国,VSC-HVDC的研究尚处于起步阶段。本论文着重开展了VSC-HVDC技术的数学建模和控制策略的研究。论文的主要工作和取得的创新性成果如下: 1.建立了系统标么值模型,分析了VSC-HVDC的运行原理和稳态功率特性。明确了系统主电路参数对运行特性的影响,在此基础上提出了一种功率定义下的换流电抗、直流电压和直流电容以及频域下的交流滤波器参数设计方法。 2.设计了一种基于无差拍控制的VSC-HVDC直接电流离散控制器。针对控制系统存在的VSC电压输出能力限制、PI控制器积分饱和现象和离散采样时间延迟问题,提出了相应的解决方法,推导了其电流内环控制器与功率外环离散控制器的设计原则。 3.推导了换流站网侧与VSC交流侧功率节点以及换流电抗与损耗电阻上的瞬时功率方程,在此基础上提出了一种换流站网侧功率节点控制并补偿换流电抗与损耗电阻消耗二倍频功率的不平衡控制策略,设计了该控制策略下的双序矢量控制器模型。同时针对传统dq软件锁相环在电压不平衡时锁相速度慢的缺点,提出了一种基于前置相序分解的频率自适应dq锁相环,提高了不平衡控制算法的动态性能与稳态特性。 4.对VSC阀在交流电网低电压故障下的过流现象进行分析并提出了一种考虑正负序分量影响的指令电流限制器,保证了故障限流效果。分析比较了VSC阀电流裕度穿越法和指令电流限制器穿越法的特性,在此基础上提出一种结合正负序指令电流限制器与控制模式切换的交流电网低电压穿越控制方法,从而解决交流电网低电压故障时系统稳定与VSC过流问题。 5.在分析现有VSC-HVDC拓扑的基础上,从降低电力电子器件直接串联数目、器件开关频率和简化主电路拓扑结构三个方面出发,将传统直流输电中常用的变压器隔离式多模块结构引入VSC-HVDC系统,并针对该模块级联式拓扑提出一种系统协调控制与模块独立运行相结合的新型控制策略。针对该拓扑下送端站存在的各模块直流侧电容电压均衡问题,提出了一种基于有功分量调节的直流侧电压控制方法。

    标签: 电压源 换流器 控制策略

    上传时间: 2013-06-03

    上传用户:lw4463301

  • 变速恒频双馈机风力发电的若干关键技术研究.rar

    在能源枯竭与环境污染问题日益严重的今天,风力发电已经成为绿色可再生能源的一个重要途径。双馈电机变速恒频(VSCF)发电是通过对转子绕阻的控制来实现的,而转子回路流动的功率是由发电机运行范围所决定的转差功率,因而可以将发电机的同步转速设定在整个运行范围的中间。如果系统运行的转差率范围为±30%,则最大转差功率仅为发电机额定功率的30%,因此交流励磁变换器的容量可大大减小,从而降低成本。该变换器如果加上良好的控制策略,则系统运行将具有优越的稳态和暂态运行性能,非常适用于风能这种随机性强的能源形式。本文对变速恒频双馈机风力发电系统的若干关键技术,如空载柔性并网、带载柔性并网、解列控制、最大功率点跟踪、电网电压不平衡运行、低电压故障穿越等问题进行了深入研究,论文的主要工作如下: 根据交流励磁变速恒频风力发电的运行特点,将电网电压定向的矢量控制方法应用在双馈发电机的并网发电控制上。研究了一种基于电网电压定向的双馈机变速恒频风力发电柔性并网控制策略,在变速条件下实现无电流冲击并网和输出有功、无功功率的解耦控制,建立了交流励磁发电机柔性并网及稳态运行的控制模型,对柔性并网及其逆过程的解列分别进行了仿真和实验研究。 提出了一种以向电网输送净电能最多为目标的最大功率点跟踪控制策略,在不检测风速情况下,能够自动寻找并跟随最大功率点,且不依赖风力机最佳功率特性曲线,提高了发电系统的净输出能力,具有良好的动、静态性能。仿真和实验结果证明了本控制策略的正确性和有效性。 对网侧变换器分别进行了幅相控制和直接电流控制策略的研究。结果表明:幅相控制策略简单实用,可以得到正弦波电流,且波形谐波小,实现了单位功率因数运行,但响应速度相对较慢;而直接电流控制策略具有网侧电流闭环控制,使网侧电流动、静态性能得到提高,实现对系统参数的不敏感,增强了电流控制系统的鲁棒性,但算法相对复杂。 在电网不平衡条件下,如果以传统的电网电压平衡控制策略设计PWM整流器,会使系统出现不正常的运行状态。为了提高三相PWM整流器的运行性能,本文对电网电压不平衡情况下三相PWM整流器运行控制策略进行了改进,研究了消除负序电流和抑制输入功率二次谐波的控制策略,实现了线电流正弦、负序输入电流为零及总无功功率输入为最小的目标。 为了提高VSCF风力发电系统的运行能力,本文对电网故障时双馈风力发电系统低电压穿越控制(LVRT)进行了研究,在不改变系统硬件结构的情况下,通过改变励磁控制策略来实现LVRT;在电网故障时使电机和变换器安全穿越故障,保持不脱网运行,提高系统的稳定性和安全性。

    标签: 变速恒频 双馈 关键技术

    上传时间: 2013-07-09

    上传用户:leileiq

  • 永磁同步直线电机的矢量控制.rar

    本文分析了永磁同步直线电动机的运行机理与运行特性,并通过坐标变换,分别得出了电机在a—b—c,α—β、d—q坐标系下的数学模型。针对永磁同步直线电机模型的非线性与耦合特性,采用了次级磁场定向的矢量控制,并使id=0,不但解决了上述问题,还实现了最大推力电流比控制。为了获得平稳的推力,采用了SVPWM控制,并对它算法实现进行了研究。 针对速度环采用传统PID控制难以满足高性能矢量控制系统,通过对传统PID控制和模糊控制理论的研究,将两者相结合,设计出能够在线自整定的模糊PID控制器。将该控制器代替传统的PID控制器应用于速度环,以提高系统的动静态性能。 在以上分析的基础上,设计了永磁同步直线电机矢量控制系统的软、硬件。其中电流检测采用了新颖的电流传感器芯片IR2175,以解决温漂问题;速度检测采用了增量式光栅尺,设计了与DSP的接口电路,通过M/T法实现对电机的测速。最后在Matlab/Simlink下建立了电机及其矢量控制系统的仿真模型,并对分别采用传统PID速度控制器和模糊PID速度控制器的系统进行仿真,结果表明采用模糊PID控制具有更好的动态响应性能,能有效的抑制暂态和稳态下的推力脉动,对于负载扰动具有较强的鲁棒性。

    标签: 永磁同步 直线电机 矢量控制

    上传时间: 2013-07-04

    上传用户:13681659100

  • 高压TSC无功补偿技术的研究.rar

    高压TSC(Thyristor Switch Capacitor)装置是指额定工作电压为6kV-35kV晶闸管投切电容器补偿装置,是一种典型静止无功补偿器,其对增强系统稳定性、提高系统运行经济性,保证电压质量及改善电能质量都能发挥良好的作用。目前国内对高压TSC装置研制与生产还处于起步阶段,加速高压TSC装置的国产化,对在我国电力系统中早日推广与应用高压TSC装置具有重大意义。 首先在无功功率的测量上,如何在有谐波干扰等复杂环境下准确检测无功功率,本文采用了基于快速傅立叶变换的方法,可以很好的完成无功功率的采集。在主电路结构上,晶闸管开关阀是高压TSC装置的关键构成部件,高压TSC装置要求晶闸管开关应具有良好的电气性能,要求晶闸管开关应是有效和可靠的。本文通过晶闸管特性和串联技术的研究,给出了晶闸管串联开关的静态均压和动态均压方法,设计出合理使用的电路结构。通过仿真分析,验证了均压电路的效果。 电容器无涌流投入技术也是TSC主要研究点,由于在高压系统中器件两端承受的电压较高,低压TSC系统中常用的过零固态继电器或集成过零触发芯片满足不了耐压的需要,本文设计了专门的过零检测及触发电路,在器件两端电压过零时触发,避免了由于电容器残压过高而造成的巨大冲击电流,从而在硬件电路上实现电容器组的无过渡过程投切,电路简单可靠。同时,在控制策略上将几种投切判据进行了比较,采用了电压无功复合投切判据,以无功功率作为主判据,电压作为辅助判据,有效地克服了仅以功率因数作为投切判据的控制方式中的轻载时容易产生投切振荡而重载时容易出现补偿不充分的缺点。

    标签: TSC 无功补偿技术

    上传时间: 2013-05-24

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