混合式潮流控制器关键参数设计与控制策略研究

随着分布式光伏等新能源接入电网的规模快速增长,给新能源电力汇聚、疏散、消纳和电网潮流优化控制带来严峻挑战。基于电力电子技术的柔性交流输电系统装置可有效提升输电网络的传输容量,由大容量Sen变压器(sen transformer,ST)和小容量统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)组成的混合式潮流控制器(hybrid unified power flow controller,HPFC)在实现潮流连续调节的基础上,能够有效提升装置的经济性,具有很好的应用前景。为了确保HPFC调节潮流的准确性和可靠性,给出了HPFC容量分配的一般性方法及其主电路参数确定方法;为解决ST机械有载分接开关和UPFC电力电子开关二者响应速度的协调问题,提出了一种基于预测电流控制的潮流控制策略,并在Simulink中搭建220 kV双回线路及三机九节点系统进行仿真。仿真结果验证了HPFC容量分配方法正确有效,且预测电流控制策略能够合理计算抽头位置,减缓过渡电流对HPFC控制系统的冲击,使系统功率快速调节至目标值。

基于SFC方法的中药自动称量抓药机控制系统设计

【目的】顺序功能图编程方法思路清晰,在PLC编程中广泛应用,是针对复杂问题最为有效的编程方法。在西门子S7-1200系列PLC中,没有专门的SFC编程模块。对于编程人员,必须要掌握SFC编程方法的精髓,将顺序功能图转换为梯形图,实现SFC编程。【方法】课题组研制了一款中药自动称量抓药机,选用S7-1214C型PLC作为控制器,设计了中药自动称量抓药机控制系统的主电路图、控制电路图、SFC顺序功能图及梯形图程序,并在天煌教仪THPFSM-2型网络型可编程控制器综合实验装置上进行实验验证。【结果与结论】经过样机设计制作、接线调试、实验验证,体现了顺序功能图编程方法的优点,证实了采用SFC方法设计的中药自动称量抓药机的控制系统具备可行性、正确性。其设计过程也是用SFC方法解决问题的过程,具有普遍性和可推广价值。

基于HXD3C电力机车主断路器控制的人机界面智能控制

HXD3C电力机车(涉及司机操纵台的操作采用虚拟仿真操作实现)有1个主断路器,安装在电力机车车内的高压电器柜内。在升弓状态下,按下扳键开关主断“合”后,经过一系列逻辑判断后,控制主断电磁阀得电,压缩空气进入主断路器使其主触点闭合。按下扳键开关主断“分”,控制电磁阀失电,主断路器断开。设有两组独立的辅助电源(UA11、UA12)。UA11为牵引通风机、冷却塔风机等供电,UA12为油泵、车体通风机、空气压缩机供电。当某一套辅助变流器发生故障时,故障转换电磁接触器闭合,另一套辅助变流器承担机车全部的辅助电动机负载。此时,该辅助变流器按定频定压方式工作。根据控制要求,依据列车牵引控制平台,实现主断路器手动合闸的控制电路设计、PLC程序设计及触摸屏的智能控制监控设计。

CRH1A平台动车组主断路器断开故障解决方案

CRH1A平台动车组存在变流器模块控制板卡存储器偶发校验失败的故障,该故障一是造成牵引系统报出变流器模块通信故障,打开分离接触器;二是造成主断路器保护性断开。这种保护机制会导致列车丢失至少40%的功率,严重影响列车牵引功率和旅客舒适度。为了降低该故障对动车组运行的不良影响,拟通过优化牵引系统软件的方式,实现故障发生后只断开分离接触器而不再断开主断路器。

超级电容充放电系统的主电路设计与控制器参数整定

超级电容虽具有充放电速度快、功率密度高等特点,但其充放电系统存在易受变流器固有非线性特性以及充放电电压扰动影响等问题。为了解决此类问题,构建了含双向DC-DC变流器的超级电容充放电系统主电路,通过满足电流连续性以及控制直流母线电压波动在允许范围内等条件,设计了主电路中的续流电感值和稳压电容值;为增强充放电系统的鲁棒性,采用了定电流控制策略,并完成了恒流方式下PI控制器参数整定。仿真结果表明,在充放电电压扰动作用下,超级电容充放电系统能够使电感电流稳定输出,且纹波较小,具有较强的鲁棒性。

海上风电柔性直流系统设计及工程应用

针对中国第一个海上风电柔性直流送出工程—江苏如东工程,从系统拓扑方案构建、过电压与绝缘配合、系统功率盈余问题与交流故障穿越技术以及控制保护技术等方面开展了深入研究,构建了轻型紧凑化的海上风电柔性直流系统拓扑方案,取消了海上换流站的启动回路与接地回路等;提出了海陆换流站的避雷器配置方案与参考电压的选取原则,形成了海陆换流站的绝缘配合方案的典型范式;提出了集中式、分布式、混合式直流侧有功功率动态平衡装置的典型拓扑方式,解决了陆上换流站交流侧故障穿越难题;提出了工程的整体控制保护方案,并研究了一种基于电压前馈环节比例谐振控制的有源谐振抑制方法,显著降低了工程的振荡风险。通过工程实际运行,全面验证了所提技术的有效性。

激光切割高精度Z轴调高随动控制系统设计

目的 设计一种基于STM32主控制器芯片与FPGA从控制器芯片的激光切割高精度Z轴调高随动控制系统。方法 介绍该控制系统的工作原理、硬件设计、软件设计以及微电容测量电路的仿真实验。同时,针对系统随动过程中存在干扰的现象,提出基于滑动平均值滤波算法的改进滤波算法。结果 经过上机切割测试验证,该随动控制系统动态跟随精度为0.01 mm,最大跟随速度为500 mm/s。结论 该随动控制系统能够使激光切割机床实现高速高精度的切割。

石化项目低压变频电机配电方案探讨

目前石化项目中,低压变频电机应用越来越广泛,低压变频电机的配电显得尤为重要。合理的配电方案才能使低压变频电机发挥应有的作用。针对低压变频电机的主回路、控制回路、电源电缆选型进行分析,并提出设备选型意见及改进措施。

±50 kvar静止无功发生器的的软硬件设计

根据中、低压配电系统或工业负荷补偿的要求,提出了基于DSP的静止同步补偿器(STATCOM)软硬件的设计方法,并在此基础上研制了一台±50 kvar STATCOM装置。重点介绍了装置的主电路设计、基于TMS320F2812 DSP的闭环反馈间接电流控制器的硬件结构和控制系统的软件设计以及STATCOM的保护电路设计。实验结果表明,基于该设计方法的±50 kvarSTATCOM装置有着较好的无功补偿效果,具有较好的工程应用前景。

WZ330型挖装机电气系统的设计与研究

介绍了WZ330型挖装机电气系统的主要参数和性能特点,设计了主电路和控制电路。工业性试验证明:该控制系统功能强大、安全可靠,对挖装机起到了控制、保护、故障监视、照明及信号指示等作用,为挖装机的长期无故障运行提供了重要保障。

高压晶闸管阀运行试验方法与试验装置的研究与开发

简要论述了各种高压晶闸管阀的运行试验方法(合成试验方法),对现有的用于完成高压晶闸管阀合成试验的各种专用试验装置进行了分析比较。设计了一套用于各种高压晶闸管阀的合成试验装置,包括主电路设计,控制、保护策略研究与系统设计,调试结果证明了合成试验装置的研制是成功的,为我国大功率电力电子技术的研究与开发提供了坚实的试验基础和开发平台。

JSBZ132型掘进机电气系统的设计与研究

介绍了JSBZ132型臂式掘进机电气系统的设计,并对其组成、工作原理进行了系统论 述。事实证明:该控制系统功能强大,安全可靠,对掘进机起到了控制、保护、故障监视、照明及信号 指示等作用,为掘进机的长期无故障运行提供了重要保障。

基于双MCU的脉冲MIG焊数字化焊机

根据数字化焊机的发展现状,采用双MCU实现对脉冲MIG焊的控制。主电路采用半桥式IGBT逆变方式,控制系统采用双机控制:焊接电源的MCU控制系统主要包括焊接过程的输出特性控制、时序控制、焊接参数的实时采集、实时控制,而送丝机的MCU实现参数的预置并与主机通信实现现场信息显示和对送丝速度的精确调节。

基于直接功率控制的三电平PWM整流器设计

针对直接功率控制的三电平电压型脉宽调制(PWM)整流器的性能要求,提出一种基于直接功率控制的整流器控制系统和主电路参数的简化设计方法。根据整流器动、静态性能指标提出直流母线电压、进线电感、直流侧电容的约束条件,以满足约束条件为前提设计三电平PWM整流器主电路电感和电容参数。通过仿真比较研究基于滞环比较器和基于功率内环、电压外环的双闭环比例积分(PI)控制器两种直接功率控制策略的动、静态特性。依据仿真结果研制基于功率内环和电压外环双闭环控制策略的三电平PWM整流器实验平台,实验结果表明,该系统具有良好的动、静态特性。

微型汽车三表头组合仪表硬件电路设计

随着计算机技术和自动化技术的不断发展,并且逐步应用到汽车仪表领域,使得汽车仪表更加数字化、智能化.通过大量的MCU选型方案,选用意法半导体公司生产的STM8S105C4作为微型汽车组合仪表的主控制器;选用LM78M05作为电源电压调节器件,保证系统在合适电压范围内工作;设计脉冲信号与模拟信号处理电路,将传感器接收的信号滤波放大处理,传输至主控制器;选用VID29系列步进电机作为仪表指针,对车速、转速、燃油量进行指针指示;选用国显双行LCD液晶显示屏,显示温度、里程、时间等信息;选用LED灯,为仪表盘进行夜间照明,为驾驶员提供安全方便的仪表信息指示.

基于PLC的悬臂式掘进机电控系统的设计与实现

介绍了一种基于PLC的悬臂式掘进机电控系统的主要功能与系统控制流程,重点阐述了系统的硬件构成、主电路设计、控制回路与电源等部分的设计与实现方法,通过应用电控系统,提高了悬臂式掘进机的机械化水平,提高了运行的稳定性与可靠性。

CAN接口恒温加热控制器的设计

为了克服传统CAN接口恒温加热控制器设计方法存在的控制精度低的问题,提出了一种新的CAN接口恒温加热控制器设计方法。该方法构建以CAN总线为控制总线的分布式控制网络,根据控制网络设计CAN接口恒温控制器方案。以控制方案为基础,设计主控电路、加热控制电路、电磁阀控制电路等,完成CAN接口恒温加热控制器的设计。在完成上述设计后,通过实验验证所设计控制器的整体性能。实验结果表明,与传统控制器设计方法相比,所提方法具有较高的控制精度。

高楼自动擦玻璃装置控制系统研究

研究了高楼自动擦玻璃装置智能控制电路的主控模块、驱动模块、运动模块和限位模块。主控模块为单片机最小系统,最小系统中的单片机采用STC89C52单片机;驱动模块采用具有H桥式电路和放大功率的集成驱动电路L298N;运动模块是通过电动机的运动控制由程序和驱动电路实现,电动机的调速由单片机提供的PWM调速信号;限位模块是通过触碰限位开关,确定装置的位置并输入信号。对该控制系统进行了模拟仿真。实验和仿真表明,该控制系统具有效率高、抗干扰能力强、运动准确、节能等优点。

闪光对焊机电源主电路仿真及控制系统设计

介绍了一种全数字化的剪切-闪光对焊机的研究与开发,具体讨论了焊机电源主电路的仿真,重点介绍了剪切-闪光对焊机电源数字同步和PWM触发电路、保护电路,电流电压的采样电路等。提出了剪切-闪光对焊机电源的全数字化控制思想,建立了焊机电源数字化、信息化、柔性化的平台。经试验验证,该焊机电源能满足闪光对焊机低电压大电流的工艺要求,实现了剪切-闪光对焊机电源的全数字化控制。

电磁炉主谐振电路研究与功率控制

详细分析了电磁炉主谐振电路的拓扑结构和工作过程,基于模糊控制理论,给出了负载变化时控制功率稳定的智能控制方法。