带式输送机顺煤流启动速度的节能控制研究

为保证带式输送机的稳定运行,提出基于顺煤流启动的带式输送机变频调速节能控制优化方法。利用积分原理分析带式输送机皮带煤量检测装置结构,明确不同传感器的安装位置。使用超声波传感器、速度传感器分别采集带式输送机皮带煤流量、各点带速数据。结合目前煤流量、带速状态,设计基于模糊可编程逻辑控制器(PLC)的输送机变频调速节能优化方法。通过变频电动机调节带式输送机以自动化调节带速,完成带式输送机变频调速节能控制优化。试验结果表明:所提方法在执行带式输送机变频调速节能控制优化操作时,未出现电能浪费和皮带磨损问题。该方法可使带式输送机的启动带速、张力波动幅度明显变小,并使运行稳定性变高。该方法有效解决了电能浪费和皮带磨损等问题,保证了带式输送机顺煤流的稳定运行。

基于径向基函数神经网络算法的高频转阀阀芯稳定性

针对伺服电机驱动高频转阀时受液动力矩变化影响造成高频输出精度下降的问题,以液压马达作为动力源,提出一种基于径向基函数神经网络算法的转阀阀芯转速控制策略。首先,搭建高频转阀阀芯转速控制系统的数学模型;其次根据数学模型在MATLAB/Simulink平台搭建仿真模型,对不同算法作用下阀芯转速控制特性进行仿真分析;最后建立高频转阀转速控制系统实验台,对不同算法作用下阀芯转速控制特性进行实验研究和理论验证。结果表明:与常规PID控制方法相比,基于径向基函数神经网络的高频转阀转速控制策略转速控制系统阶跃响应所需调整时间最少为0.16 s,超调量小;三角波与正弦波转速跟踪误差均值下降最大值分别为46.51%、53.69%;6 MPa、10 MPa下,转速稳态误差均值分别下降34.92%、38.26%。径向基函数神经网络算法有效提高了高频转阀阀芯转速控制精度。

永磁同步电机变频调速系统动态解耦控制方法

常规的永磁同步电机变频调速系统解耦控制,主要采用系统反馈信号完成解耦控制,忽略了反馈信号的预测误差,导致解耦控制结果负荷响应幅值不够稳定.因此,提出永磁同步电机变频调速系统动态解耦控制方法.建立系统数学模型,在该模型中分离系统模式系数获取控制信号,对该信号进行优化处理,基于输出期望值计算预测误差,加权修正预测值,形成动态控制信号,分离有功-无功信号实现动态解耦控制.实验结果表明:所提方法应用后得出的动态解耦控制结果,表现出的负荷响应幅值较为稳定,满足了永磁同步电机变频调速系统的实际解耦控制需求.

自抗扰开关磁阻电机转速控制器的快速参数整定方法

线性自抗扰控制(LADRC)器设计简单且性能优秀,但控制器参数的优化设计过程比较复杂。针对此问题,提出一种LADRC的快速参数整定方法,以实现控制器参数的快速优化设计。首先,建立并化简一阶模型辅助LADRC系统的数学模型;其次,利用频域特性分析方法详细地分析控制器参数和控制系统关键性能的定性及定量关系,如系统的稳定性、跟随性能、抗干扰能力、噪声抑制能力和对象参数鲁棒性,并提出基于控制器性能优化的快速参数整定方法。在此基础上,以开关磁阻电机转速控制器为研究对象,利用所提出的快速参数整定方法快速获取控制器参数。实验结果证明所设计的控制器有较好的抗干扰能力和鲁棒性,该方法对于LADRC有很好的工程实用价值。

基于转子极性判断优化的脉振高频电压注入法

在永磁同步电机零速和低速运行时,采用脉振高频注入法能够准确估计转子位置信息。针对脉振高频注入法无法实现转子极性判断,而传统极性判断方法存在响应时间长、采样和实施过程复杂以及极性误判等问题。文中提出了一种基于正负电压脉冲注入的电机转子极性判断方法。该方法给电机注入正负电压脉冲,并根据对应脉冲的响应电流峰值判断转子极性。脉振高频注入法将转子位置估计值和极性判断结果相结合,可得到准确的转子初始位置。文中通过Simulink仿真验证算法的有效性。仿真结果表明,所提转子极性判断方法能够简化采样方式和算法复杂性,降低判断转子极性的响应时间,使脉振高频注入法能够准确和快速地估计转子初始位置。

基于频域分析的PMSM双闭环PI控制器整定方法

以永磁同步电机(PMSM)双闭环调速系统为对象,在对其数学模型进行合理简化的基础上,综合考虑了逆变器开关周期、电流和速度滤波等环节的影响,给出了一种在频域进行PI控制器参数设计的整定方法。通过建立双环的数学模型,得到关于开环频域特征量的解析式,根据电流环在中低频段的特性以及转速环中阻尼系数难以精确测定的问题,分析推导了电流环和转速环PI参数简化设计的方法。利用工程经验将闭环时域指标转化开环频域特征量,并结合各类约束条件合理界定其取值范围,由此得到的PI控制器可以兼顾快速性和稳态跟踪能力。仿真和实物实验验证了整定方法的可行性,该方法确立了双环控制器参数与其对应的开环截止频率和相位裕度的解析式,并明确了开环频域特征量与闭环时域指标的关系,具有较强的工程参考和应用价值。

基于PLC模糊控制潜艇电机调速实验系统的设计

为满足军队院校专业背景课程教学实践需求,锻炼提高学员的动手实践能力,设计了一种基于PLC的电机调速实验系统。为了提高潜艇净化风机、盘车马达及电动应急操舵等系统中交流电动机的动态性能,采用基于PLC模糊自适应PID控制变频调速方法,将速度检测传感器反馈的转速实际值和给定值相比较,将转速偏差及其变化率作为模糊控制器输入,通过建立模糊规则、模糊推理及反模糊化运算得出控制量,再由PLC将控制量通过USS协议传输至变频器驱动电动机实现转速的闭环控制。同时,利用MATLAB/Simulink进行系统仿真。结果表明,系统的动态性能得到改善,转速超调减小。该实验系统可以应用于PLC系统及电机控制相关算法的验证实验。

600 MW超临界机组凝结水泵节能改造实践

探讨了凝结水泵变频调速技术的原理,并进行了变频改造试验分析和节能经济性分析。经过凝结水泵变频改造后,机组在低负荷时可节约电率51%,在高负荷时可节约电率13%~35%,节电效果显著,为企业节省了成本。

火电厂高电压电动机变频调速装置的节能优化设计

针对当前火电厂电动机耗能过大、节能减排效果不足等问题,提出了一种基于永磁性变频调速技术的变频调速装置,新装置通过电机气隙进行控制,进而实现了降低电机的功率消耗的目的。研究结果表明,在加入装置后电机的整体负载开始出现下降,功率消耗降低。在电机上加入变频调速装置后电机的输出功率明显降低,电机的运行寿命得到提升。由此可见,在加入变频调速装置后火电厂发电机的运行功率降低,电机的运行耗能减少,此次研究为该行业提供了参考。

基于改进NSGA-Ⅲ算法的抽油机井群控变频启动技术

为提升抽油机井群控变频启动运行的安全性,增加抽油机井的抽油量,研究基于改进NSGA-Ⅲ算法的抽油机井群控变频启动技术,降低变频启动的电压偏差,通过分析抽油机井群控变频启动条件,明确降低抽油机井群控变频电机与供电管网的电压偏差可以降低变频启动时的冲击电流,提升变频启动运行的安全性。以最小电压偏差与最大抽油量为目标函数,建立抽油机井群控变频电机启动转速确定模型;在NSGA-Ⅲ算法引入参考点选择策略,得到改进的NSGA-Ⅲ算法;用改进NSGA-Ⅲ算法求解转速确定模型,得到最小电压偏差与最大抽油量对应的变频电机启动转速;根据合闸时刻变频电机的相角差,得到变频电机合闸指令,并按照确定的转速启动抽油机井群控变频电机。实验证明:该技术可有效求解抽油机井群控变频电机转速确定模型,且反转世代距离较小、超体积较大,即该技术的收敛性与分布性较优;该技术可有效启动抽油机井群控变频电机,平均抽油量15.8 t/d,最大电压偏差260 V(DC)。

基于PLC的三相异步电机变频调速系统

设计一种基于西门子S7-315型PLC和西门子S120驱动系统的三相异步电机变频调速系统,对现有研究进行补充完善的同时,解决DSP应用环境的局限性,提高了三相异步电机变频调速的控制效果。

永磁同步电机无传感器转子位置估算方法

永磁同步电机无传感算法为电机驱动系统的降本增效提高了支撑,得到了学术界与工业界的广泛研究。文章对现有的无传感估计算法进行了回顾与讨论,将电机运行于零速、低速、中高速以及全速域等4种不同工况下的转子位置估计方法进行阐述与对比,分析不同工况下转子位置估计方法的优缺点,同时对近年来新出现的智能控制位置估计算法进行分析,并对无位置控制算法未来的技术发展趋势进行展望。

基于WinCC组态和PLC控制的交流电机变频调速系统设计

对轨枕综合生产线电力拖动系统进行升级改造,设计并实现交流电机的变频调速系统,解决交流电机调速性能差和控制方式复杂的问题,使其工作效率达到最优,最终达到节约能源、降低消耗的目的。具体来说,变频控制系统以西门子变频器MM440作为执行机构,通过旋转编码器和可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)实现转速的闭环控制。同时,采用STEP 7软件的功能模块FB41实现转速的比例-积分-微分(Proportional Integral Derivative,PID)控制,并进行PID参数整定,使系统具有很高的稳态精度和较好的动态性能。此外,通过WinCC组态使系统具有远程监控功能。

变频调速异步电动机的转差率

以异步电动机机械特性曲线为基础,分析了变频调速异步电动机在拖动恒转矩负载、恒最大转矩负载、变转矩(非风机和泵类)负载、恒功率负载以及风机和泵类负载时,转差率随频率变化的规律.给出了在不同性质的负载和频率条件下,电动机的转差率和转速的计算公式.研究表明,变频调速电动机的转差率随频率的变化而变化.本研究的结论否定了变频调速电动机转差率不变的观点.

变频调速异步电动机效率优化控制的研究进展

异步电动机运行于额定工作点附近时效率较高,轻载运行时其效率会明显下降。优化变频调速异步电动机的效率对于节约能源、系统自身冷却和控制环境污染具有重要意义。总结近年来变频调速异步电动机效率优化控制策略的研究现状,包括基于模型的最优励磁控制、最小输入功率在线搜索法和最小定子电流控制等,分析了各种效率优化控制策略的性能和优缺点,指出变频调速异步电机效率优化研究的发展方向,并给出考虑电机动态响应的效率优化控制研究结果。

行波型超声电机速度测控系统的研究

研制了一种行波超声电机速度的计算机测试控制系统。实验结果表明,该控制系统可以准确测试本中心研制的 45mm压电行波型超声电机的启动关断性能,并解决了压电行波型电机由于长时间运转发热产生谐振频率漂移导致电机转速下降的问题,能进行频率跟踪,从而保持电机转速的稳定。

基于高频信号注入的永磁同步电机无传感器控制技术综述

无传感器控制技术有利于改善永磁同步电机驱动系统的可靠性,降低系统成本,已经成为交流电机传动领域的一项热门及前沿技术。高频注入法利用电机的凸极特性估计转子位置,不依赖电机反电动势模型,非常适合永磁同步电机零速及低速运行。针对高频电压信号注入法进行调研和整理归纳,并将这些方法总结为传统的高频正弦波注入法、改进的高频正弦波注入法和高频非正弦波注入法三类。首先,分别介绍每类方法中的典型实施方案,并指出各个方案的优缺点;其次,针对三类方法的异同点进行分析比较;最后,对基于高频信号注入的永磁同步电机无传感器控制技术的发展趋势进行展望。

超声波电机自激振荡驱动电路的变频控制特性

针对单相超声波电机的自激振荡驱动电路,重点分析了电路选频网络中不同元件参数对电路自激选频特性的影响,建立了电机动态阻抗变化特征、电路自激信号频率和电路参数之间的一个方程组,得出在超声波电机的工作频率范围内,电路自激频率随选频网络中下端电阻的增大而增大,随电感的增大而减小,实验结果与理论推导基本相符。电路中选择不同的电阻和电感值可以实现调频,即对超声波电机的变频控制。在电机稳定工作点的一定频带范围内电路可以实现自动频率跟踪功能。

U/f控制下高速电主轴的低频电压补偿与负载特性分析

主轴磁通作为高速电主轴机电能量转换的唯一媒介,在高速电主轴的运行过程中,磁通的大小和稳定性将决定主轴的转矩输出能力和转速差的大小,是高速电主轴设计与控制的重要参数。因此为了保证高速电主轴运行时主轴的磁通恒定不变,从高速电主轴的稳态性能出发,根据高速电主轴电路等效的基本思想和变频调速原理,论述主轴在U/f控制下低频运行时磁通减弱的原因,并推导出确保磁通恒定的电压补偿公式。在此基础上,通过转差频率将电磁转矩与主轴的转速差联系起来,导出转速差与电磁转矩、定子电流之间的关系式,作为主轴频率变化时磁通是否恒定的依据。结果表明,在U/f控制下,按电压补偿公式进行电压补偿后,主轴的转矩输出能力不受频率变化的影响;通过空载电流对磁通的稳定性判断与理论分析相符;主轴转速对径向圆跳动量的影响直接反映了主轴运行过程中磁通的脉动程度、转矩的控制精度以及主轴的动平衡特性。

基于磁饱和凸极效应的面贴式PMSM零速下无传感器技术

为了实现面贴式隐极永磁同步电机零速下转子初始位置的检测,从电机的高频数学模型出发,引入适合脉振高频注入法实现无传感器运行所需的定子槽磁桥特殊结构,分析了定子槽形和定子槽磁桥尺寸对电机饱和凸极效应的影响,并通过有限元分析予以验证,获得了高频阻抗随转子位置的变化规律,提出零速下无转子位置／速度传感器的控制策略。仿真结果表明这种基于饱和凸极转子位置检测原理的无速度传感器控制对面贴式永磁同步电机零速下定位及运行控制的正确性和可行性。