三电平技术在石油钻机电控系统中的应用

集成控制技术集计算机控制技术以及现代控制理论于一体,其广泛应用于很多电动钻机中。近些年,低压大功率的变频技术也开始在石油钻井行业中普及,在逐渐引入矢量控制方式的同时,还是需要解决由此带来的一系列问题,例如能耗、谐波治理、温升控制和钻井精度控制等。三电平技术作为变频技术的新型代表,现如今已经在国内逐渐应用,该文也是以三电平技术为对象,详细研究三电平技术在石油钻机电控系统中的具体应用。

一类三电平伪图腾柱无桥PFC变换器

针对传统二极管钳位型三电平整流器在单相电源前级功率校正(power factor correction,PFC)电路应用场景下全控开关器件数量多的问题,该文基于3种传统无桥PFC电路进行三电平电路拓扑设计,提出一类三电平伪图腾柱PFC电路(single-phase three-level pseudo totem-pole PFC circuit,STPT-PFC),该类三电平PFC具有双电感支路桥臂,两者相互配合工作为输入电流提供路径,在正负半周两电感支路桥臂工作于不同模态可有效降低分别流过两电感的电流;基于该类PFC的一个代表性电路,从工作电流路径过程、关键波形和调制脉冲分配等方面对其进行工作原理分析,并对其它电路进行电路特性总结,推导桥臂对地电压电平特性与开关脉冲分配的数学关系式。另外,该类STPT-PFC共有5种结构,结合该类STPT-PFC结构特点,提出统一区间判断条件的双层载波调制技术,该类STPT-PFC具有相同开关器件不同拓扑结构可采用同一调制方案的特点,便于该类调制技术移植。最后,基于STPT-PFC-I电路设计1台额定功率1 kW、直流输出电压400 V的实验样机,从稳态及动态两方面进行实验分析,实验结果验证所提出一类三电平伪图腾柱PFC电路的可行性和三电平统一双层调制方法的有效性。

三电平二极管中点箝位式有源电力滤波器的研究和发展

近些年来,有源电力滤波器作为抑制谐波和补偿无功的有效工具,引起了人们很大的重视。三电平技术的引入极大地促进了有源电力滤波器的发展,与传统的两电平相比具有很大的应用优势。由于自身结构的特点,导致调制算法和直流侧中点电压平衡控制的复杂性。为此,众多的学者对此进行了深入的探索和研究。本文对二极管中点箝位式有源电力滤波器的研究和发展进行了概述。

一种新颖的零电压开关PWM三电平直流变换器

在直流变换器中 ,采用三电平技术可以将输入直流电压减半后加至开关管上 ,从而减小了开关管上的电压应力 ,特别适用于高输入电压场合。而带箝位二极管的零电压开关三电平 (ZVSTL)直流变换器既可实现零电压开关 ,又可保证开关管电压应力为输入直流电压的一半。由于箝位二极管的作用 ,可有效消除副边整流电压尖峰。在此基础上 ,本文提出了一种新颖的 ZVSTL直流变换器。这种变换器将原电路进行简化 ,去掉了其中的两个续流二极管 ,可达到与原电路同样的效果。文中分析了该电路的工作原理及实现零电压开关的措施 ,给出了60 0 W实验样机的实验验证结果 。

轧机主传动交流变频传动技术的发展及应用

针对不同轧制工艺对主传动电控系统的性能要求,分析了当前在大型轧钢厂主轧机电气传动中主要的几种变频调速方案,并对其优缺点及适用范围进行了比较。重点分析了采用新型可关断电力电子器件的三电平脉宽调制(PWM)变频调速系统的结构特点,并对不同器件的优缺点进行了比较。对目前我国大功率轧机主传动交流调速系统的应用和发展现状进行了探讨。

基于APF的静止无功发生器应用研究

针对目前井下电网中功率因数偏低、线路运行电流高、无功损耗大以及谐波污染等问题,设计出一种基于有源电力滤波器(APF)的静止无功发生器,采用APF不仅可以降低自身产生的谐波含量,而且还能够对负载的谐波和无功进行补偿,采用三电平技术和多重化技术,实现了有源滤波的功能。该装置在山东能源新矿集团翟镇煤矿井下掘进面和采区面的测试结果表明,其动态响应时间优于5ms,柔性启动技术保证了电网无冲击,模块化小型化设计易于安装,并可多台并列直挂电网运行,推广性较强。

冶金轧机主传动交流调速系统的发展及应用

冶金轧机主传动系统作为生产线的核心装备具有装机容量大、系统可靠性高、过载能力强、动态响应快等特点,目前主导的轧机主传动电气控制已由直流系统变为交流系统。介绍并比较了几种轧机传动系统中主要的交流调速方案,对其适用范围和优缺点进行了分析,重点介绍了采用新型可关断电力电子器件的三电平PWM变频调速系统的结构和特点,同时探讨了我国目前大功率轧机主传动交流调速系统的研究和应用现状,为冶金企业大功率轧机主电机传动装置的设计选型提供参考。

微能科技潜油电泵变频调速方案

本文介绍了变频的转差补偿功能参数的设置的主要原则,总结了载波频率特性。下垂控制,是负转差补偿的一种,是专用于多台变频器驱动同一负载的场合,以使多台变频器达到负荷的均匀分配。还有如五台变频器驱动五台电动机的传送带,当某台变频器的负载较重时,该变频器就根据下垂控制功能设定的参数,自动降低输出频率,以卸掉部分负载。电动机热过载:电动机过载的基本特征是实际温升超过额定温升。因此,对电动机进行过载保护的目的也是为了确保电动机能够正常运行,不因过热而烧毁。当负载电动机的容量低于变频器额定容量时,亦可用此功能进行热过载保护。这个30Hz就是电动机过载功能的转折频率。变频器在40Hz时瞬时掉电的瞬停不停功能,在额定负载时进线电压瞬间中断,直流母线电压降到最低极限值。采用普通低压变频(二电平)技术实现中压变频,本方案采用低压整流器,及低压电容串联,3300V高压IGBT直接逆变。

磁悬浮轴承用功率放大器建模与控制研究

基于三电平脉宽调制技术,建立三电平功率放大器数学模型。在此基础上,推导出功率放大器控制器的设计方法,并进一步分析了功率放大器带宽限制条件,确定了功率放大器带宽与最高运行频率之间的数值关系。将此三电平功率放大器应用于磁悬浮高速永磁同步电动机系统,闭环带宽仿真值与测量值误差在允许的范围之内,且闭环带宽满足要求,说明了功率放大器设计的正确性。转子轴振同频分量不超过13μm,整体轴振峰峰值不超过25μm,实现了磁悬浮永磁同步电动机13000 r/min的负载稳定运行。

CRH2动车组牵引变流器故障诊断

牵引变流器一旦出现故障,将严重影响动车运行性能和安全。CRH2动车组主变流器电路与其他型号动车组有较大区别,其交流传动部分采用三电平逆变技术,该文将以CRH2动车组牵引变流器的三电平逆变电路作为研究对象,对CRH2动车组牵引变流器的故障原因、故障类型、故障诊断技术展开研究。分析了其工作原理和故障类型,最后通过小波分析进行了故障诊断。