Optimal Driving of Large Belt Conveyor with Multi-roller Variable-Frequency Drive

in this paper, an electromechanically coupled mathematic model of multi-roller driving system for belt conveyor is set up, and the computing equations for dynamic displacement and dynamic tension of the conveyor are also formulated when the hoister is used for straining. Based on the belt conveyor of main inclined shaft in Chengzhuang coal mine, the driving torque, driving power and starting-speed characteristic of each electric motor are studied and measured when multi-roller variable-frequency drive (power distribution 2∶1) is used. The optimal control and the optimal starting-acceleration of the multi-roller variable-frequency drive are determined by a large number of industrial experiments and theoretical calculations.

考虑同步启动低频电流影响的蓄水电动机组继电保护配置方法

在蓄水电动机组继电保护配置过程中,因电动机组同步启动时参与同步振荡,导致低频电流幅值较大,影响电网运行的安全性。针对这一情况,提出考虑同步启动低频电流影响的蓄水电动机组继电保护配置方法。针对蓄水电动机组不同电压下的线路进行线路保护配置和整定,将保护装置与断路器相连,并制定一套阶段式保护,实现对蓄水电动机组线路的保护,在此基础上,根据电动机组的工作阶段采用两种不同的整定方式,实现对蓄水电动机组的过流保护,考虑同步启动低频电流的变化,改进低功率保护整定,自动调整低功率保护动作值。结果表明:提出的蓄水电动机组继电保护配置方法能够快速消除故障,及时调整机组工作状态。在该配置方法作用下,线路的连锁故障率比较低,进一步保障了蓄水电动机组的安全运行。

面向城市灵活供电的高频隔离双向DC/DC变换器的启动分析与优化

高频隔离双向DC/DC变流器是基于直流配电的城市灵活供电系统的重要枢纽设备。CLLC变换器作为典型的拓扑,具有效率高、功率对称性强等优点,但由于其启动过程较为复杂,接入直流配电系统时需要进行分析与优化。针对CLLC启动时可能直接接入直流母线,或带电阻型、电容型负载等工况,首先对已有的软启动方法进行了研究,然后针对现有方法存在的问题提出了一种不对称改变占空比的新软启动方法,最后通过Matlab/Simulink对不同软启动方法进行对比。仿真结果表明,所提方法能有效抑制启动瞬间的电流尖峰,避免了由寄生电容充放电引起的谐振电流高频波动,且始终保证整流侧一半的二极管实现ZCS关断。所提方法具有工作模态简单、容易实现的优点,可有效指导工程实践。

基于高频阻抗突变量的双馈风场送出线路保护方法

针对双馈风机的暂态特性呈现多态性且区别于传统同步机,双馈风机的短路电流频率含有比例较大的衰减转速频率分量导致送出线路区内外故障难以区分,传统保护容易出现误动拒动的现象,提出了一种基于高频阻抗突变量的双馈风场送出线路纵联保护方法。首先,结合双馈风电场拓扑结构,考虑集电线上各风机机端电压幅值相角差异,求得双馈风场短路电流,提取高频分量并构造双馈风电场故障高频模型。在此基础上,构建双馈风场送出线路高频突变量网络,并推导送出线路两侧保护所测得的高频阻抗,利用高频突变量网络区内外测得阻抗差异性,构造保护判据。最后,利用RT-LAB平台进行仿真,验证了所提方法可实现区内外故障的准确判别,且无需线路两端信息实时同步。

煤矿主通风机电机启动方式应用分析

针对近年来矿井通风需求量的增大,通风机电机功率不断增大的现状,若采用传统的方式启动通风机,存在易对电网造成较大冲击,影响其他设备安全稳定运行的问题,为有效解决上述问题,重点研究了矿井主通风机电机启动方式,基于主通风机电机启动方式应用现状,对通风机电机三种主要启动方式:全压启动,软启动及变频启动进行分析,分析了各自的优势、劣势,并结合工程应用案例进行了对比分析,得出了各种启动方式较适合应用的场景,以为矿井通风机电机启动方式的科学,合理选择提供支持。

考虑电流瞬时频率特性的水上浮吊供电系统定时限过流保护方法

水上浮吊供电系统中,通常含有多台大功率异步电动机,多个电动机在并网启动时会产生较大的启动电流,当各电机启动电流叠加,可能导致变压器电流激增,触发过电流保护误动,给工业生产带来巨大损失。本文首先基于异步电动机等效模型,揭示了冲击电流的产生机理和箱式变压器保护误动原因;接着针对水上浮吊电机断续周期工作场景,提出了随机运行场景生成方法,基于希尔伯特黄变换技术,对系统的故障短路和电机启动状态下变压器的电流信号进行瞬时频率特性分析,揭示不同状态下箱式变压器电流的瞬时频率特性差异,在此基础上构建定时限过电流主动闭锁模块,确保浮吊供电系统正常工作时的可靠供电;最后通过湖南省某水上浮吊系统的仿真模型对所提出的保护方案进行了验证。

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)。

变频感应加热炉电网频率波动下低压智能断路器过流保护控制

电网频率波动会导致电流波形在短时间内发生变化,从而影响过流保护控制的响应速度。为了保障电网频率波动下低压智能断路器过流保护控制的稳定可靠性,提高变频感应加热炉电力系统的保护性能,提出变频感应加热炉电网频率波动下低压智能断路器过流保护控制方法。利用PCL-818L数据采集卡,采集变频感应加热炉供电系统中的电压电流信号;通过强化学习Q-Learning算法,消除信号中的电网频率波动,提高断路器的稳定性;采用引入滑动时间窗口的三段电流保护方法,实现低压智能断路器的过流保护控制。实验结果表明,所提方法能够在有效消除电网频率波动干扰的情况下,提高断路器过流保护控制精度、效率以及稳定性。

变频软启动技术在高压同步电动机中的应用

变频软启动技术在高压同步电动机的设计和运行中发挥着重要作用,通过精确调控启动过程中的电压和频率,显著降低启动电流,增强电网稳定性。该技术不仅减少了能耗和电气系统的热负荷,还提升了电动机的运行效率和寿命。随技术进步,变频软启动系统集成了智能化功能,如自适应控制算法和先进的数据分析,优化性能同时减轻环境负担。系统的故障预防和维护便利性也得到了增强,通过冗余设计和自动故障检测提高了系统可靠性和修复速度。

分级交-交变频高转矩软启动器原理和仿真

介绍了一种采用分级交-交变频方法,针对交流电机的稳态数学模型,主电路采用晶闸管三相交流调压电路改变电源频率,得到适当电压矢量,使电机在启动过程中获得最大转矩,并采用对称分量法进行理论分析和用Matlab仿真对理论分析结果进行验证,理论分析结果和仿真结果高度统一,证明方案有效性和可行性。

300 Mvar大型同步调相机的启动及继电保护

随着直流输电、新能源、大电网、特高压等技术的发展,同步调相机重新得到关注,300 Mvar大型同步调相机即将使用。综述了我国调相机的以往应用状况及大型同步调相机的需求背景,介绍大型调相机的静止变频SFC启动方式。重点分析几种特殊的调相机保护功能及原理。首次提出了300 Mvar调相机的继电保护功能配置方案、原理及实现等。

可变速抽水蓄能机组在抽水工况下的自启动方案

研究了可变速抽水蓄能机组在抽水工况下采用定子绕组短接方式的零速自启动方案及其启动特性。文中分析并建立了在定子绕组短接情况下变速机组的数学模型、相量图以及机械特性。在此基础上,以转子电流与定子磁链为状态变量构建了状态观测器,提出了基于状态观测器的闭环自启动方案,并通过仿真对该方案在启动时间、转矩特性、估计精度等方面的性能进行了定量的分析,结果表明该方案具有良好的启动性能以及鲁棒性。

离散变频软起动过程的若干问题

针对采用离散变频方式实现三相异步电动机重载软起动过程的一些技术问题进行了分析和研究.首先,分析离散变频软起动过程中分频谐波的影响,表明分频基波产生的转矩达70%以上;其次,研究基于失电残压的无速度传感器测速方法;再次,提出离散频段切换原则,即切换时保持前后频段基波的相位角相吻合,可以防止转矩脉动;最后,提出基于分频时间片段的控制策略,使得在1个工频周期内就可对系统做出调整,提高了控制的实时性.经理论推导和仿真分析验证了提出方法的可行性和有效性.

变频驱动系统电网接口虚拟同步发电机控制技术

网侧功率变换器是变频驱动系统接入配电网的重要接口,随着变频驱动系统渗透率的不断提高,网侧功率变换器对配电网中的影响越发突出。借鉴传统电力系统中的同步发电机数学模型,形成电网接口虚拟同步发电机控制方案,设计具有变频驱动系统自身特性的虚拟调速器和虚拟励磁控制器,保证电网电流的低谐波畸变的同时,满足负荷功率需求,并具有响应电网电压/频率异常事件功能,可在一定程度上提高电网的稳定性。同时模拟同步发电机的转动惯量,提高电网接口的惯性和阻尼,降低变频驱动系统对电网的影响,提升电网对大规模变频驱动系统接入的适应性。为实现电网接口的柔性起动,提出一种虚拟同步预并网控制方法,可实现电网接口柔性离/并网切换,消除起动冲击电流。仿真和实验结果表明了所提控制方案的有效性。

基于无位置传感器的永磁电动机在变频空调中应用的研究进展

介绍了变频空调与永磁电动机的理论基础,对无位置传感器技术、低速起动技术作了详尽的论述,并从电路硬件结构和实现方法入手,着重分析了在变频空调器压缩机中采用永磁电动机转速控制的策略。

四川电网黑启动恢复控制研究及试验(二)——频率、并网控制及二次设备配置

在四川某电网黑启动现场试验的基础上,对黑启动期间孤网系统的频率、并网控制及相应二次设备的调整进行了分析。在考虑发电机组一次调频及负荷频率调节效应的基础上,根据系统的运行方程推导出负荷恢复后的频率降落公式;同时,结合实际中二次设备的配置原则及保护动作原理对黑启动期间二次装置的适应性和电网的抗干扰性分别进行讨论,并从使其最有利于系统恢复的方面提出了相应的调整及配置原则。

一种高起动转矩的感应电机起动方法

基于六边形空间电压矢量基本原理,提出一种高起动转矩的感应电机起动控制方法。首先分析在工频正弦电网上利用六边形空间电压矢量实现离散变频的原理,并从转子旋转磁链轨迹证明其可行性。然后利用大功率感应电机特性说明空间电压矢量变频下电流断续时间内磁链几乎不衰减,再通过电压矢量的平移实现基于六边形两相导通空间电压矢量的多级离散变频。采用适当的频率切换方式,使频率切换过程电机的冲击最小,近似达到离散变频无扰切换的目的。最后,通过仿真和实测结果对比,验证了所提出的起动方法的有效性。该方法降低了起动电流、提高了起动转矩,具有一定的理论研究和实际应用价值。

无负压供水系统中水泵水锤的瞬态分析

针对某大型无负压泵站,应用一维流体软件FLOWMASTER对开泵、关泵和水泵变频过程进行暂停分析,结果表明:无负压设备在关泵、开泵、升频和降频过程中,均产生水锤现象,而且水锤迅速在整个供水管网内传递;无负压泵站前端管网的水锤压力变化较小,压力变化不超过0.01MPa,泵站下游管网的水锤压力变化较大,超过0.03MPa,水锤最大压力低于0.337MPa,低于管道的承压值。

基于多级离散变频的高转矩软启动技术

交流电机直接起动会产生很大的冲击电流,影响电机的使用寿命以及给电网带来不良影响。采用降压起动装置或常规软起动器起动又很难提供足够大的起动转矩,无法实现重载起动。针对这些问题,研究了一种基于多级离散变频的高转矩软启动技术。仿真结果表明了所研究的软启动技术具有起动转矩大及起动电流小的显著优点,在重载电动机的起动方面具有一定的创新性和较好的应用前景。

感应电机离散变频磁链控制策略

提出一种基于空间电压矢量的感应电机离散变频磁链控制策略。首先分析三相晶闸管电路两相导通时电压矢量对感应电机磁链轨迹的影响,找出基于离散变频控制的感应电机转矩脉动的原因;其次,建立三相晶闸管电路两相导通时感应电机动态数学模型,得到定子磁链方程,并计算三相晶闸管电路都关断时定子磁链衰减量;最后给出所提控制策略的实现方法。研究结果表明,反向作用电压矢量是造成感应电机转矩脉动的主要原因,所提方法能消除反向作用电压矢量,与传统方法相比最大起动电流降低46%。实验结果验证了上述结论。