The research of power saving frequency conversion speed regulation experiment system

A power saving frequency difference controlling method was introduced by the double inverter and motor experiment system.The characters of the system under differ- ent loads were investigated.The theoretical analysis and experiment results show the frequency difference method is a ideal power saving speed regulation method for the dou- ble inverter and motor system.The experiment system is simply structured,convenient to operate and provides a new way of character testing for frequency conversion speed regulation.

The Applications of High-voltage variable frequency speed regulation System in Main Exhauster of Sintering

Main Exhauster is one of the main equipment of sintering production. It needs to consume a lot of electricity. Therefore, the system＇ s reconstruction for energy-saving will effectively reduce electricity for the production. The paper takes an iron and steel enterprise that had successfully transformed the synchronous motors of main exhauster of sintering as an example, which describes the application of high-voltage variable frequency speed regulation system in main exhauster of Sintering, so as to provide a reference for other iron and steel enterprises.

现场总线PROFIBUS-DP主-从站技术在变频调速系统中的应用

PROFIBUS-DP是一种国际性开放式的现场总线标准,用于设备级的高速数据传输,中央控制器通过高速串行线同分散的现场设备进行通信,以进行配置、诊断和报警处理,其主-从站控制技术与系统结构目前得到广泛应用。PLC与其它现场总线设备组成"一主站一从站"或"一主站多从站"的系统结构,具有技术先进,控制方案灵活,运行效率高,安全可靠等优点。本文设计了S7-300PLC作为主站,S7-200PLC作为从站,变频器及电动机作为被控对象,组态王作为上位监控的架构,阐述了现场总线PROFIBUS-DP主-从站技术在变频调速系统中的网络通讯与实施方案、PLC实现主-从站数据接收/发送的多种交换模式、PLC主-从站闭环变频调速编程技术要点与多种调试方法,实践结果证明了PROFIBUS-DP主-从站技术的先进性与实用性。

基于Profinet通信的钢丝热镀锌生产线智能调速系统的设计

热镀锌钢丝是指在钢丝的表面靠物理的热扩散作用形成一层锌铁合金的镀层,镀层可以增强钢丝的防腐能力,延长其使用寿命。钢丝的一些特殊应用对钢丝热镀锌的品质要求越来越高。文中使用PLC控制技术、人机对话、变频技术、传感器技术和工业以太网等技术研发出钢丝热镀锌智能控制调速系统。实践证明,该调速系统在钢丝规格、热水洗的温度、电解酸洗的浓度和锌液的温度等生产要素发生改变时,能够智能调速、稳定运行,有效避免出现钢丝镀锌不均匀、漏镀等缺陷,全面提升了热镀锌钢丝的品质。

基于频率响应特性的储能辅助电网调频方法

新能源渗透率的提高增加了电网频率控制的复杂度,储能辅助电网调频能在一定程度上缓解该问题,但受储能运行的安全性与经济性约束,要求调频措施更具针对性。文中对此展开研究,提出一种基于频率响应特性的储能辅助电网一次调频方法。首先,在储能辅助电网调频模型基础上,选择惯性加下垂的储能辅助电网调频综合控制方法,通过电网频率变化率(rate of change of frequency,RoCoF)、频率偏差与调频需求的关联性分析,设计基于频率响应特性的调频需求分区规则;然后,根据不同调频需求对应的分区判断,对储能有功输出方式进行动态调整,以响应调频需求的不确定性,并在此基础上,针对调频需求与储能出力需求、储能出力强弱与其循环使用寿命间的矛盾关系,通过多目标优化问题的设计与求解来予以平衡;最后,仿真结果验证了所提方法能够在保证电网调频效果的基础上,有效降低储能充放电深度。

智能化视角下造纸机传动系统变频调速控制研究

在当今造纸行业向智能化转型的背景下,造纸机作为纸张生产的核心设备,其传动系统的高效运行对整体生产效率和产品质量起着决定性作用。电气自动化与变频调速技术的深入应用,极大地推动了造纸机控制系统的技术进步,为实现造纸机械高效、稳定生产提供了坚实的技术基础。基于此,在探讨造纸机传动控制系统的构成与设计关键点,并针对常见的变频调速技术进行分析,特别是直接转矩控制(DTC)算法在优化传动系统中减少异步电机电磁转矩波动、降低能耗、提升效率方面的应用,旨在为造纸机传动系统的优化提供切实可行的解决方案。

风电机组自适应步进惯量控制策略

若风电机组参与调频时采用步进惯量控制(stepwise inertial control,SIC)策略,其退出调频时有功快速下降可能会引发系统频率二次跌落(frequency second drop,FSD)问题。已有文献中一类改进的SIC策略通过减小风电机组退出调频后有功下降阶段的斜率来应对FSD问题,然而该类改进的SIC策略使得风电机组在退出调频后其有功需要一段时间才会小于风能捕获,在此期间转子转速会继续下降并有可能低于转速下限,危及风电机组运行安全。文章对这一类改进的SIC策略做了进一步完善,提出了一种风电机组自适应SIC策略,根据风电机组退出调频时的转子转速自适应设置风电机组退出调频后有功下降阶段的斜率,在确保风电机组退出调频后转子转速不会低于转速下限的前提下,最小化FSD的幅度。

基于单片机的直流电机变频调速方法与仿真

针对电机谐波损耗及逆变器输出谐波信号影响直流电机变频调速的稳定性,导致调速性能不佳等,提出一种基于单片机的直流电机变频调速方法。建立直流电机变频调速状态空间模型,通过上述模型获取变频调速系统的运行状态;采用电流、速度双闭环PI控制器实现直流电机的变频调速初步控制,使直流电机变频调速系统可同时满足静态性能与动态性能;将直流侧电压输入至SVPWM脉宽调制系统,进一步降低电机谐波损耗和脉动转矩,实现变频调速的精确控制。仿真结果表明,所提方法的直流电机变频调速稳定性更佳、精度更高,整体效果更佳。

商用洗碗机传送带控制优化设计

为了解决当前商用洗碗机传送带系统调速成本高、稳定性差、调速复杂等问题,提出对商用洗碗机传送带控制系统进行优化设计的方法。该设计包括洗碗机传送带链排结构、减速电机装置、变频器选型和接线设计,并对变频器调速控制部分进行详细设计。该设计的优点是变频器调速易于实现、成本低、稳定性高且传送带不打滑准确性高。该设计在安庆三维电器有限公司生产的商用FTC-IPAD2洗碗机中进行应用实验,结果表明:提出的优化设计科学合理、系统运行稳定,能实现电动机软启动,对机械设备的冲击力较小,调速方便,已经应用于安庆三维电器有限公司生产的商用洗碗机上,洗碗机已经生产销售到全国舰船、大型食堂等场所。

计及风力发电机转速安全约束的DFIG一次调频模型预测控制策略

针对传统方法控制双馈感应发电机(DFIG)的调频效果过于依赖参数整定的问题,该文提出了一种基于模型预测控制(MPC),计及转速安全约束的风力发电机参与一次调频控制策略。该方法结合风力发电机动力学模型与频率响应模型建立预测模型,通过线性回归方法变参考值将风力发电机转速的稳定性纳入考虑。相较于虚拟惯性控制等方法将系统频率偏差与转子动能直接关联,该文方法通过建立全新的预测模型,实时统筹考虑整个系统的状态信息,无需反复调整参数,在考虑转速安全性的同时兼顾全局性能。最后,通过实际算例分析验证了该文调频策略的有效性以及相对现有方法的优越性。

变频调速技术在自动控制系统优化中的应用

阐述变频调速技术在机械自动化控制中的应用,包括深度指示器、等速段超速、减速段超速的应用,以及匀速电机超速的保护。针对系统稳定性、调速精度、可靠性方面的问题,提出优化措施。

计及风电场的飞轮储能一次调频控制策略

随着新能源渗透率的提高,电力系统频率稳定性问题愈加严重。本文提出一种改进飞轮储能辅助风电场一次调频的控制策略,分析风储系统的频率特性和容量配置,风电场采用虚拟惯性控制参与一次调频。由于风电场的输出功率根据自然风速随机变化,可能会导致飞轮长期运行至较高或较低转速的状态,在风速骤变时甚至会引起飞轮转速越限。采用虚拟下垂控制结合模糊规则防止飞轮转速越限,从而弥补风电场在一次调频中的功率缺额。通过仿真分析及实验验证阶跃扰动和连续扰动的工况下的频率特性,得出改进控制策略在阶跃扰动和连续负荷扰动2种工况下最大频率偏差更小、响应速度更快的结论.

考虑不对称转速边界约束的变速抽蓄机组综合惯量调频控制

当系统出现频率跌落时,变速抽蓄机组可大幅降低转速、迅速释放转子动能,从而为系统提供惯量支撑,但目前已有的调频方案未能有效发挥变速抽蓄机组的这一优势。为充分利用转子动能,提出一种考虑不对称转速边界约束的变速抽蓄机组综合惯量调频控制策略。首先,从变速抽蓄机组的有功支撑特性和不对称转速约束条件出发,得出适用于变速抽蓄机组的最优频率控制结构,该结构中包含两个时间常数不同的虚拟惯量控制环节。然后,分析各惯量控制环节的作用并整定相关参数。在此基础上,计及变速抽蓄机组运行特性与电力系统调频需求,设计了变速抽蓄机组不对称综合惯量控制策略,使得机组转速降低时可以为系统提供更大的惯量支撑。仿真结果表明,所提调频策略能够充分发挥变速抽蓄机组的优势,维持系统频率稳定。

基于永磁变频调速的飞轮储能调相机建模与控制方案研究

针对大量可再生能源并网引起电网惯量支撑不足的问题,构建了一种基于永磁变频调速的飞轮储能调相机模型,并制定了控制方案。在调相机转子配置永磁变频调速的飞轮系统,利用飞轮动能提升调相机的惯量功率响应能力,且可不改变调相机的电网接入方式和快速励磁能力。构建了永磁调速电机及飞轮储能调相机的电磁和机械模型,建立了包含调相机和变频器的双通道耦合功率输出模型,进而提出了基于永磁变频调速的飞轮储能调相机的调频功率控制方案。通过在典型应用场景下的仿真,验证了该方案的可行性与有效性。

带式输送机智能变频系统应用分析

随着煤矿采掘范围及产能的不断增加,带式输送机铺设距离、装机功率及能耗等均不断增大,是现阶段煤矿井下主要能耗设备。为提高带式输送机使用效率并降低能耗水平,在对带式输送机变频控制分析的基础上,提出了基于煤流监测的带式输送机智能变频系统。对智能变频系统架构、煤流监测及智能调速流程等进行分析,并提出综合煤流量、功率的智能调速策略。经现场应用后,构建的智能变频系统运行平稳,在降低带式输送机能耗及磨损方面效果显著。

含SVG的双馈风场风速变化条件下高频谐振问题分析

大规模风电并网导致宽频谐振问题日渐凸显,业内多认为电缆电容效应、控制器参数变化等是导致谐振的主要因素,而关于静止无功发生器(static var generator, SVG)、风功率变化与高频谐振内在因果关系研究尚未展开。针对低风速风场系统高频谐振问题,首先基于谐波线性化理论,考虑功率外环作用,建立SVG和双馈风机(doubly-fed induction generator, DFIG)的序阻抗模型。其次将风速变化纳入风机变流器建模,并建立空载电缆投入时风速变化与SVG阻抗的联系。然后利用阻抗交互揭示风机变流器阻抗变化对SVG阻抗特性的影响机理,指出区域内空载电缆投入后,低风速不仅降低系统在高频的鲁棒性,而且扩大了SVG高频负阻尼范围,导致系统高频谐振风险增加。最后,基于STARSIM-HIL搭建含SVG的双馈风场电磁仿真模型,并进行软硬件在环实验。实验结果证明了理论分析的正确性。

新川沙泵闸大型双向泵装置调速性能及试验

对于引水和排涝扬程相差较大的低扬程大型双向泵站,需兼顾双向运行工况下的水泵装置性能,有必要对该类泵站水泵装置性能及运行方式适配性进行研究。以目前国内引水规模最大的双向竖井贯流泵站新川沙泵闸为研究对象,进行水泵机组设计及性能调节研究。泵站引、排设计净扬程分别为0.68、2.79m,比较分析了不同调节方式下的水泵性能改善效果。通过CFD数值计算和装置模型试验验证了设计的合理性,并对不同转速下水泵的性能进行了测试。研究结果表明,在性能调节方面,变频变速调节效果优于叶片调节,对各种工况运行适用性更强;降速运行时,水泵装置整体效率略有下降,但降至0.8倍额定转速范围内,高效区效率仅下降1%左右。根据水泵性能测试结果,提出了不同扬程范围变速运行调节控制方案,可为今后大型双向泵站选型及运行调节方式提供借鉴。

基于ARM处理的提升机变频调速系统在坡底煤业的应用

针对坡底煤业提升机系统故障率高、后期维护不便等现状,设计了基于ARM (Advanced RISC Machine,精简指令微处理器)处理的提升机变频调速系统,并对现场调速控制、工况状态监测及反馈等功能进行了现场试验。试验结果表明:输出电压、电流波形曲线比较光滑、平稳,说明电压电流对于速度的变化做出了较好的响应,驱动电机能够正常工作,具有优良的调速性能,能够满足矿井提升要求。

行星变频调速给水泵性能试验方法研究及其应用

行星齿轮变频调速装置作为一种先进电动机调速节能技术,因其优良的可靠性已在能源环保工业电动机节能领域得到广泛应用。为定量分析其节能效果,基于能量平衡和质量平衡,针对某600 MW机组给水泵采用平行对比法(A液力耦合器传动调速,B行星齿轮传动调速)对给水泵进行性能评价。试验过程中,将两台给水泵组的功能倒换,但环境温度、入炉煤质等边界条件难免改变,两台给水泵组出力也会随之发生偏差。为此,引入一个新概念——泵水功耗系数,该系数可兼顾两台给水泵组的出力偏差,较准确地开展机组同负荷下的给水泵组能耗之间的横向对比及节能评价。试验表明:文中所提出的试验方法,可以实现对行星变频调速给水泵性能定量分析,为能源化工行业动力机械设备节能改造奠定基础。

矿用蓄电池特种车辆用变频牵引电机的研究与设计

传统交流变频调速系统只有恒转矩段和恒功率段,且恒转矩段约占整个调速范围的1/2,中频段特性比较硬,转矩不会跟随转速的变化而变化。为了让交流变频调速系统满足矿用蓄电池特种车辆的牵引工况,模拟直流调速系统的低速大扭矩“挖掘机”软特性,以DC 128 V的矿用铅酸蓄电池铲运车为例,通过对比直流电机特性参数,详细介绍了变频牵引电机多段速关键点、额定功率、额定电压、额定转速、启动电流、额定转差率和电机极对数等关键参数的设计方法,使得变频牵引电机转速与扭矩机械特性曲线与原直流电机相吻合,使其完全适用于矿用蓄电池特种车辆的行走,并在煤矿井下得到了验证。