相控变流器和变频器双变量控制理论的研究

首先改进单变量 (α角 )控制理论存在的缺陷 ,提出了相控 (α角 )加脉宽 (b角 )的双变量控制理论 ,给出了自然无环流方式下的基本原则 ,实现了无环流、无闭锁、无死区、无过零检测的全开环控制系统 ;确定了级差足够小的有级变频代替无级变频及其优化频率的选择方式 ;建立了交交变频与调压、调速相结合的全范围控制方案 .用模糊控制理论作指导进行了输出波形的对称性和正弦度改造 ,最后 。

双变量变频器双侧供电闭环调速系统的研究

针对异步电机定子变频在解决高压电机调速时,对输出电压的等级要求高,对调速技术要求不足,在原有仅采用控制触发增量方法的基础上加入了闭环控制。在Matlab/Simulink仿真软件中,通过在仿真模型中引入S函数,建立了定转子分段变频有级调压闭环调速系统的仿真模型,并以双变量变频器为基础设计了实验电路,编写了实验程序,从仿真和实验两个方面对定转子调速系统的性能进行分析研究。得出双变量交交变频器在绕线式异步电动机转子侧供电实现调速时具有一定的可行性。

基于双变量的交交变频器实时变频策略的研究

在双变量控制原理的基础上,对传统余弦交截法进行线性化近似改造,以直线方程代替三角方程,不仅可以改善输出波形的对称度,减少输出电压的谐波,而且能够在线计算晶闸管触发时刻,同时能够实时连续改变参考电压的幅值和频率,达到实时连续变频的控制效果.最后,利用Matlab/Simulink建立交流调速系统仿真模型,并在基于STM32F103ZE的实验平台上进行实验,得到较为理想的输出电压电流波形.仿真和实验结果证明,该方法可以实现交交变频器实时变频的控制效果.

交-交变频自适应转差频率控制策略的研究

在交流调速系统中,转差频率始终都是一个变化的量,加之交流调速中对转速的调节始终会有一个滞后性,这就造成了普通算法很难实现对转差频率的精确控制。PID算法是对变量进行控制的一种比较好的控制算法,但是由于普通PID控制算法的参数是一组固定的数值,虽然能够实现对变量的控制,但是在控制精度和灵敏度上,不能很好地适应系统的变化,本文在进行转差频率控制时,引入了专家PID控制算法,建立了专家知识库,利用专家控制策略,实行在线自动修正PID参数以及改变控制策略,使系统适应在不同工作状态下的特征。通过编写s函数建立Matlab仿真,并进行实验验证。

双馈电动机功率因数控制的研究

分析双馈电动机的等效电路和电压电流平衡方程,理论推导双馈电动机的功率表达式,得出双馈电动机功率因数主要受定子电压和转子电流两方面的限制。采用双变量控制原理,实现交-交变频器自然无环流工作,并搭建以STM32F103ZE为控制芯片的六脉波双变量交-交变频双馈调速系统。通过实验研究在转子电压不变的情况下,定子电压对双馈电动机功率因数的影响,分析得出增大定子电压的幅值,定子电流先减小后增大,定子侧功率因数先增大后减小,且定子电流最小点为功率因数最高点的结果。可以通过控制定子电压实现对双馈电机功率因数控制的结论。

交-交变频器的双变量控制理论研究

总结了传统的单变量（α角）控制理论，提出了相控（α角）加脉宽（ｂ）的双变量控制理论，对单变量控制理论作了进一步的发展．提出了自然无环流控制的基本原则，在交－交变频器上给出了具体控制方法，从而实现了无环流、无死区、无检测、无反馈的全开环交－交变频．

用于双变量交交变频器的六相变压器研制

介绍了双变量交交变频器专用的六相变压器的研制,并对试验数据和设计值做了对比分析。

基于晶闸管变流器的新型双闭环控制策略

为了降低成本、改善调速系统的闭环特性,提出了在晶闸管为变流器件下的一种新型双闭环控制策略。在转速反馈闭环控制的基础上,引入有功电流环,通过频率、电压两个变量的协调控制来实现双闭环调速。分析电动机有功电流特性,根据实验数据,通过拟合得到转差与有功电流的关系。并由双变量交-交变频的特点,在充分利用电动机的过载能力的条件下,确定调速方案。通过Matlab软件仿真和ARM驱动实验,验证了交-交变频双闭环调速方案的可行性和有效性。

矿井提升机连续实时变频控制策略的研究

矿井提升机是井下生产的主要运输工具,其原有变频调速系统调节性能差,某些分频下无法在线计算,频率切换的实时性差,因而不能实现连续实时变频。为了实现矿井提升机的连续实时变频,在深入研究AC/AC变频和余弦交点法近似算法的基础上,提出了连续实时变频控制策略。该控制策略以在线计算触发策略改进算法为基础、以参考电压纵坐标为参考,采用实时切换的频率变换方式。仿真与实验表明,连续实时变频控制策略在频率切换时实时性好、响应速度快,电流与电压波形具有较好的正弦度及对称性,提升机转速变化过渡平稳、振荡较小,能够实现矿井提升机任意分频下的正常工作及连续实时变频。

基于小电流检测的交-交实时连续变频的研究

为实现交-交变频器的实时连续变频,在深入研究了交-交变频原理、余弦交点法近似算法原理和双变量控制原理的基础上,提出了通过小电流检测来实现交-交实时连续变频的控制策略。该策略通过小电流检测来判断换流片段和换流时刻,依据余弦交点法近似算法在线计算触发时刻。为验证该控制策略的可行性,搭建了以STM32F103ZET为主控芯片的小电流检测交-交变频调速系统实验平台,并结合双变量原理、余弦交点法近似算法和小电流检测换流策略编写程序,进行实验。实验结果表明该策略有较好的控制效果。

双馈电机力能指标优化控制策略仿真研究

在双馈调速过程中,当转子侧变频电源的压频比与负载匹配不相适宜时,会使双馈电动机运行在力能指标相对较低状态,为探究恒转矩负载条件下转子侧变频电源的压频比对双馈电动机功率因数和效率的影响并使双馈电机力能指标得以优化,提出一种双馈电机力能指标优化控制策略。通过理论推导以及对不同频率、不同负载条件下,双馈电机转子侧电压、电流与定子侧电流、力能指标间的关系进行研究,得出控制转子电压可对定子侧功率因数进行控制的一般规律,并得出使定子侧功率因数为1时的压频比为转子侧最佳压频比,此时双馈电机的力能指标相对最优,在此基础上提出双馈电机力能指标优化控制策略,仿真结果表明力能指标优化控制策略能使双馈电机在不同频率、不同负载条件下始终运行在力能指标最优状态。

不同调制波下的双变量交交变频特性研究

以往仅在单一调制波下对双变量交交变频进行研究,缺乏相应的比较分析。在Matlab/Simulink中建模仿真,并在以STM32F103ZE为控制芯片的交交变频实验平台上进行实验,得到不同调制波参与的变频实验结果。通过分析不同调制波下电流波形、系统谐波以及变频调速时电机机械特性变化,发现随着频率降低,三角波作为调制波的输出电流波形较好,而矩形波与之相反。同时,矩形波作为调制波时,电机的机械特性硬度大,最大转矩和输出功率大。这为交交变频调速在不同频率和不同负载时选择不同的调制波提供参考。

模糊逻辑神经网络控制在交流调速中的应用

针对交流电机调速系统这种被控对象,利用神经网络实现系统的模糊控制。仿真结果表明,该控制方法具有很强的自学习和抗干扰能力,当突然加、减负载时,神经网络模糊控制与PID控制相比,具有恢复时间短、超调和振荡小等特点。神经网络模糊控制特别适用于结构复杂、干扰大且控制精度要求高的系统。

矿井提升机变频调速控制策略的研究

研究矿井提升机交交变频器驱动变频调速优化控制问题,矿井提升机交交变频调速系统通常采用余弦交截法求解晶闸管的脉冲触发时刻来控制变频器输出频率的变化,实现矿井提升机的变频调速,对系统进行优化控制,可以改善和提高系统的性能。但传统余弦交截法的难点在于无法在线实时计算变频器输出频率的触发时刻,也就无法任意连续的调节和改变变频器输出频率,使得系统的调速性能和实时性都比较差。为解决上述问题,提出了一种改进的余弦交截法算法,采用相对坐标系来求取触发时刻,能够实时控制变频器输出电压的频率和幅值,实现在线连续变频的控制效果。搭建了MATLAB/Simulink仿真平台和ARM的变频调速实验平台,仿真和实验结果为矿井提升机优化控制提供了科学依据。

交-交变频器双变量控制理论的新拓展

本文介绍了双变量控制理论,对频段的结合作了进一步的研究,给出了3分频以下频段结合的经验公式,并对频率为25Hz以上的调速进行了磁势分析和谐波分析,均给出了实验数据。

电动葫芦型桥式起重机交交变频驱动装置的研制

针对大多数电动葫芦型起重机采用的绕线感应电机转子串电阻调速方式和交-直-交PWM变频方式存在的缺点,在双变量控制理论的基础上,以80C196KB单片机为核心,研制出了6脉波交-交变频驱动装置,实现了无过零检测、无环流、无控制死区、全开环的低成本交-交变频驱动装置。经过在实验室数据测试分析和现场使用,结果表明:该驱动装置性能稳定良好,维护工作量明显减小,可靠性完全达到工业恶劣环境的要求。

绕线电机启动状态到双馈状态过渡过程的研究

比较了双馈电机的两种启动方案,分析了电机定子侧电源的幅值及转子侧励磁电源的幅值、频率对双馈电机过渡过程的影响,并探讨了励磁电源的频率与牵入双馈状态允许的最大转差之间的关系。分别以电机的定、转子同步转速为参考,得出转子侧的不同频率对最大转差的影响及存在的规律性。该研究对于双馈电机的启动过程及调速工作都有着非常重要的意义。

基于双变量控制原理的变压变频新方法

阐述了在变频调速系统中运用变压变频技术的必要性,分析了使用传统余弦交点法进行在线变压变频存在的缺陷,进而提出了基于双变量控制原理、自然无环流控制和对称余弦法的变压变频新方法,给出了在保持输出频率不变条件下闭环调压的具体实现方法。对变压变频新方法的实验结果进行了仿真、分析和比较,验证了新方法具有良好的控制效果。

基于六脉波交交变频的分频启动方法研究

在分析六脉波交交变频的基础上及根据软启动中的电压双斜坡启动原理,提出了一种基于六脉波交交变频的分频启动方法。该方法根据交交变频原理和晶闸管触发规律,在电动机启动时,直接在电动机定子侧加电动机启动所需最小转矩所对应的电压值,然后逐级增加变频输出电压值,直至最终所需电压。仿真结果表明,通过合理选择变频输出电压的大小,调节每个等级电压作用的时间,能够有效控制电动机分频启动过程中定子电流的大小,获得良好的转矩变化曲线,改善电动机启动性能。

基于S函数的交-交变频平滑过渡仿真

为了能够实现交-交变频2个频级之间的平滑过渡,缩短平滑过渡时间,采用了固定点切换与软过渡相结合的方法,在Matlab/Simulink环境下编写S函数实现触发策略和频级切换,并建立了仿真模型,进行了仿真。由仿真结果分析,此法能够有效减小频级切换时对电机的冲击,过渡时间也较为理想。