基于DSP和IPM的交流调速系统研究

以TI公司的DSP(TMS320F2812)作为核心控制部件,以小型IPM作为逆变电路主导器件,设计了一种通用异步电机变频调速系统。讨论了系统的硬件设计方案,给出了详细的硬件设计电路。为了提高系统的控制精度和稳定性,系统软件采用SVPWM控制方案。实验结果表明,该系统满足设计要求,具有一定的适用价值。

基于TMS320F2812及IPM的异步电动机变频调速系统硬件设计

介绍了采用TMS320F2812作为系统控制的核心部件,辅助以智能功率模块IPM和其它外部器件,设计出的一种通用异步电动机变频调速系统。讨论了系统的硬件设计,给出了硬件的设计方案。系统软件采用C语言编写,实现了SPWM正弦脉宽调制波形。实验结果表明,该系统具有一定的实际应用价值,可用于多种工业控制场合。

IPM在FFU变频调速控制器中的应用

为缩短主功率电路的设计周期,降低单相交流风机过滤器单元(FFU)变频调速控制器的复杂性和提高系统的可靠性,设计了一种基于三菱智能功率模块(IPM)模块PS21563的FFU变频调速控制器.该控制器具有电路结构简单、系统抗干扰性强和控制性能好等优点.

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。

含定速与变速机组的抽水蓄能电站一次调频动态特性研究

鉴于含定速与变速机组的抽水蓄能电站安全、稳定、高效联合运行是充分发挥变速机组技术优势的关键,基于数值仿真方法,开展含定速与变速机组的抽水蓄能电站一次调频动态特性研究。首先建立含定速与变速机组的抽水蓄能电站一次调频仿真模型,然后分析定速与变速机组单独运行一次调频动态特性,最后分析定速与变速机组联合运行一次调频动态特性。结果表明,相同的调速器和变频器参数下,变速机组频率阶跃减的幅值越大,动态响应时间越长、速度越快;频率阶跃增幅值越大,动态响应时间越短、速度越快;定速与变速机组联合运行可提高定速机组的出力和有功功率动态响应速度及变速机组的出力动态响应速度,但对变速机组的有功功率动态响应速度的影响较小。

定速与变速抽水蓄能机组联合运行一、二次调频仿真及特性研究

变速抽水蓄能机组在电网频率—功率快速调节及主动支撑等方面相较于定速机组具有独特优势,为此开展定速与变速抽水蓄能机组联合运行一、二次调频仿真及特性研究。即首先建立定速与变速机组联合运行一、二次调频数值仿真模型,然后实现一、二次调频协调仿真,最后揭示定速与变速机组联合运行一、二次调频动态特性。结果表明,频率阶跃的幅值越大,定速与变速机组出力和有功功率一次调频90%目标值响应时间、二次调频目标值响应时间越长。机组的调功指令配比越高,其出力和有功功率的二次调频目标值响应时间越短,变速机组出力和有功功率二次调频目标值响应时间对调功指令配比的变化更为敏感。定速与变速机组的调功指令配比相同时,联合运行的二次调频目标值总体响应时间更短。

基于调速器-变频器协调控制的变速抽蓄机组一次调频研究

变速抽蓄机组可为保障高比例新能源电网频率安全稳定提供重要支撑,是抽水蓄能技术发展的重要方向。因此,开展了基于调速器-变频器协调控制的变速抽蓄机组一次调频研究,首先建立变速抽蓄机组仿真模型,然后分析基于协调控制的变速抽蓄机组一次调频特性,最后揭示基于协调控制的变速-定速抽蓄机组一次调频特性。结果表明,变速抽蓄机组调速器-变频器协调控制模式2下一次调频有功功率的响应速度明显快于控制模式1,调速器对一次调频导叶开度和转速振荡的抑制优于变频器、变频器对一次调频有功功率的调节速度明显快于调速器。变速抽蓄机组采用调速器-变频器协调控制模式1时的一次调频有功功率响应速度略慢于定速抽蓄机组、采用控制模式2时的一次调频有功功率响应速度明显快于定速抽蓄机组。

基于dsPIC的预冷水泵电机变频调速的控制

通过对空分预冷系统情况的分析,阐述了变频调速的节能原理,介绍dsPIC30F4012型微处理器的特点及其在交流变频调速控制系统中的应用。使用IPMPS21865型智能功率模块作为逆变器主电路,应用Matlab/Simulink强大的仿真能力建立交流异步电机控制系统的仿真模型,经仿真实验验证了其简单有效、具有良好的动态性能。

基于SA866的全数字变频调速控制系统

介绍了一种智能型、高精度PWM运动控制器SA866的结构原理和引脚功能,给出了采用SA866和智能功率模块PM59RSA120结合设计小功率通用变频器的方法。实验结果表明,该变频器性能好、价格低、可靠性较高。

基于SA866AE的VVVF调速系统的设计

设计了由PWM控制器SA866AE和功率模块IPM PS21865组成的变压变频(VVVF)调速系统,对相应的控制参数进行了计算和设定。该系统结构简单,容易控制,运行安全可靠。

基于dsPIC控制的离心机变频调速系统的设计

以dsPIC30F3010为主要核心部件,通过软件编程控制IPM模块FSBB20CH60驱动交流感应电机进行变频调速,同时辅以LED数码显示、键盘设置、门锁控制等部分,设计了一个调速性能好、线路简单可靠、性价比高的离心机专用变频调速系统。

智能功率模块和DSP在变频调速系统中的应用

介绍了智能功率模块Ｐ２２Ｘ和数字信号处理器ＴＭＳ３２０Ｆ２４１的性能特点以及基于ＩＰＭ和ＤＳＰ在变频调速系统中的应用，论述了应用ＩＰＭ和ＤＳＰ进行变频控制系统设计的特点和优越性，并给出了一个实例。

抽油机节能方法与变频技术合理应用研究

为了充分发挥变频技术在抽油机节能方面的潜能,大范围地推广变频技术在油田上的应用。本文从多角度阐述了变频技术在抽油机节能方面的巨大优势以及一些常用油田节能方法的局限性,结合交流调速理论总结出变频技术应用存在的一些缺陷。最后,提出一种合理可靠易实行的抽油机变频节能技术。通过理论分析、现场试验表明上述技术可以有效地解决变频技术应用中出现的不足。

基于MSP430单片机的制动单元设计

在变频调速系统中,为了确保当电机快速制动时,直流母线电压保持在安全范围内,需使用制动单元。制动单元实时监测母线电压,通过斩波控制,将母线上的再生电能以热的形式耗散到制动电阻上。以MSP430单片机为控制核心,设计了制动单元的信号检测、功率器件驱动、故障保护电路,在软件设计中加入制动电阻过载保护算法,以便合理利用制动电阻的制动能力。用此方法设计的制动单元工作稳定、可靠,并已应用到工业现场。

永磁直驱风力发电机的单位功率因数控制

伴随着大功率半导体器件的快速发展,直驱风力发电在高功率密度以及可靠性等方面显示出了其重要优势,成为变速恒频风力发电的重要趋势之一。在开发2 MW大功率双PWM永磁直驱风力发电变流器的过程中,深入研究了机侧变流器的控制。在机侧变换器变换功率指令给定条件下,分析了永磁发电机的负载单位功率因数控制问题,提出了增加约束方程以确定电机端电压的稳定控制方案。通过仿真实验,验证了所提方案的可行性,目前正应用于原型机的试验验证。

有杆抽油系统无级调冲次工艺研究

利用变频调速无级调冲次技术对有杆抽油系统采油工艺参数进行了综合研究及评价,结合最新研制生产的抽油机变频调速智能控制装置,分别进行了厂内台架试验及油田现场试验,从不同角度分析研究了抽油机无级调冲次工艺对抽油机平衡度、输入功率、电动机功率因数、油井日产液量、吨油耗电量以及抽油机泵效、系统效率等参数的影响。研究结果表明,在有杆抽油系统的抽油机、抽油杆、油管及抽油泵等配置保持不变的前提下,采用有杆抽油系统无级调冲次工艺可以优选抽油机最佳抽汲参数,并以此提高抽油泵泵效和系统效率,降低吨油耗电量,使有杆抽油系统的泵送能力不断与变化的井底流入条件相匹配,从而在一定程度上提高原油采收率。

以蓄能器平衡载荷的变频液压闭式节能抽油机

针对现有多种节能型液压抽油机均存在装机功率大、能耗高、自适应能力差等缺点,提出了一种以蓄能器平衡载荷的变频液压闭式节能抽油机。新型机具有4个技术特点: (1) 由于活塞柱塞式液压缸的特殊结构和液压蓄能器的配合使用, 在平衡抽油机大部分载荷时, 不需另外增加配重, 可减小抽油机体积、质量和占地面积; (2) 抽油机下冲程时, 与活塞柱塞式液压缸相连接的蓄能器吸收能量, 上冲程时储存在蓄能器中的能量补充载荷上行所需的能量, 大幅度降低抽油机装机功率; (3) 利用变频容积调速节能效率高, 闭式油路节省液压油, 同时大大减小液压泵站的体积; (4) 在闭式油路中采用双向液压锁可使抽油机的启停更加平稳、迅速, 其工作的稳定性和安全性更好。

自备电厂中平抑大阶跃负载扰动的协调控制方法

自备电厂负荷波动大,传统火力发电机组存在着固有延时,难以及时响应负荷变化,导致并网联络线波动以及功率振荡问题尤为突出。储能具有快速的响应速度,但价格昂贵且容量有限,使用受限。为解决上述问题,该文将自备电厂内部闲置的小容量发电机组改造为变速恒频机组,通过对该机组实施控制,以较小的经济成本模拟飞轮储能快速响应的功能,实现对负荷波动的快速响应。在分析变速恒频机组运行特性及其功率控制方法的基础上,提出一种协同控制变速恒频机组与传统火电机组的方案,在自备电厂出现大功率负荷扰动、传统火力发电机组来不及响应的瞬间,通过控制变速恒频机组实现转子动能的吸收或释放,迅速弥补厂内功率的偏差;在转子动能作用结束后,控制传统发电机组参与厂内功率偏差调节,快速平抑了联络线的功率波动。以糖厂并网发电仿真系统为例,基于Matlab/Simulink软件搭建仿真平台,对所提的控制策略进行仿真。仿真结果表明所提出的协调控制方法可以快速平抑糖厂内功率波动,实现并网联络线功率的快速恒定控制。

含变速恒频风电场的电网频率协调控制策略

为了深入挖掘变速风电机组的调频潜力,提出变速恒频风电机组以改进的超速与变桨协调控制为基础,并配合常规机组进行调频控制的协调控制策略。通过超速与变桨协调控制,变速恒频风电机组减载运行使风电场留有一定的备用功率,可以保证电网在负荷波动时的功率平衡和频率稳定。仿真分析表明,协调控制策略可以有效地发挥风电机组的有功发出能力,并提升电网的频率稳定性。

特定消谐变频调速实验装置的研制

研制了变频调速原理和特定消谐技术相结合的实验装置,通过控制电路中的模数转换器对存储器高位地址的切换实现变压;改变循环加法计数器的计数脉冲频率实现变频。在逆变电路中采用了三菱公司的智能功率模块,简化了系统结构,提高了整个系统的可靠性和经济性。理论分析和实验结果表明:将特定消谐技术应用于变频调速系统后在节能和环保方面具有优越性能。该实验装置便于分析特定消谐技术的特点和变频调速的运行规律。