On maximum power point tracking control strategy for variable speed constant frequency wind power generation

Based on the characteristic of AC-excited variable speed constant frequency(VSCF)wind power generation,the vector control technique was applied in a doubly fed induction generator(DFIG).Maximum wind energy or maximum output power point can be tracked by decoupling control of active power and reactive power.The research result shows that the net power of generation system delivered to grid in maximum wind energy tracking mode is not the most.We presented a novel maximum power point tracking(MPPT)control strategy by analyzing the DFIG mathematic model and power relations which delivered the maximum power to the grid.The maximum power point could be tracked automatically without measuring wind speed in the control strategy and the control was independent of optimal turbine power curve,which had excellent dynamic and static performances and robustness.Simulation and experimental results testify the accuracy and validity of the control strategy.

宽范围输入三电平半桥LLC变换器混合控制

针对传统变频(PFM)控制的LLC谐振变换器在宽电压输入条件下效率低的问题,提出一种三电平半桥LLC谐振变换器的变频-移相(PFM-PS)混合控制策略。首先,分析三电平半桥LLC谐振变换器的工作模态,建立其等效模型,获得了移相控制和变频控制下的电压增益曲线。其次,分析了变频控制的工作区间与软开关特性,推导得到了移相控制下实现软开关的最小占空比。通过混合控制策略,在升压时采用变频控制和在降压时采用移相控制,相较于全变频控制和全移相控制,混合控制可在较小频率变化范围内对电压进行升降压,在全增益范围内实现软开关,获得较宽的电压增益范围,提升了变换器的效率。最后,通过仿真和输入500~800 V/4.5 kW实验样机验证了所提出混合控制策略的有效性。

宽增益高效率CLLLC变换器的变频双移相调制策略

在输入电压宽范围变化时,变频调制CLLLC变换器存在开关频率变化范围宽的问题,而移相调制CLLLC变换器难以实现宽范围零电压导通(ZVS)。为了实现宽输入电压CLLLC变换器的高效率,该文提出一种变频双移相调制方法。通过同时调节开关频率、一次侧全桥和二次侧全桥之间的移相角,拓宽CLLLC变换器的增益并提高其效率。采用时域分析法求解变频双移相调制CLLLC变换器的电压增益与谐振电感电流有效值,并分析频率以及移相角对电压增益和谐振电感电流有效值的影响。最后,通过搭建一台100~300 V输入、48 V/400 W输出的实验样机,验证了理论分析的正确性。

定频变占空比控制的倍压型宽增益LLC谐振变换器

传统LLC谐振变换器在宽电压范围应用时开关频率工作范围过宽,且电压调节性能较差。针对上述问题设计了一种定频变占空比的脉宽调制策略,该策略基于倍压结构的全桥LLC谐振变换器,通过改变原边侧开关网络工作在全桥和半桥的占空比,调节谐振槽输入电压;同时,控制副边侧双向开关,可改变整流网络工作在全桥和倍压两种整流模式的占比,最终实现4倍电压增益的调节范围。与变频控制相比,该策略下变换器负载和励磁电感对增益的影响较小,可选用较大的励磁电感来减小循环电流。变换器原边侧开关管实现ZVS导通,整流二极管实现ZCS关断。最后,仿真与实验验证了该调制策略下变换器的可行性。

绝缘轴承对变频电机高频轴电流的抑制机理与效果

随着功率半导体器件的发展,脉宽调制技术被广泛应用于变频电机调速系统,显著提高了电机的动态性能,同时也带来了严重的轴承电蚀问题。绝缘轴承具有安装便捷、可靠性高的优点,是目前轨道交通、风力发电等行业主要采用的电蚀抑制措施。但是绝缘轴承对于变频器引起的高频轴电流的抑制机理、抑制效果及其与绝缘涂层参数之间的关系,有待于进行更深入的理论和实验研究。该文分析了变频电机轴电流的产生机理,建立了考虑绝缘涂层参数的变频电机轴电流等效电路模型;分析了全膜润滑稳态过程和放电击穿瞬态过程中,绝缘轴承对于轴电压和轴电流的抑制效果,以及涂层厚度、介电常数对抑制效果的影响。搭建了变频电机轴电流测试平台,进行了绝缘轴承和普通轴承的对比实验。仿真和测试结果表明,采用绝缘轴承可以降低润滑油膜上所承载的一部分电压,可以大大减小轴电流的击穿次数及幅值。

双有源桥串联欠谐振变换器的最小回流电流控制

该文采用时域分析法对双有源桥串联欠谐振电路进行了分析,得到电感电流在稳态时的表达式并推导所有开关管实现软开关的条件。由于电压增益偏离1时仅采用移相控制难以实现所有开关管的软开关,因此,该文在传统移相控制的基础上,引入额外的变频控制策略,使得电路在不同的电压增益和负载条件下都能有较好的软开关性能。然而,软开关的实现会增加电路的回流电流,影响电路的传输效率。该文对所提出的变频移相控制进行了进一步的优化,使其可以在确保电路实现软开关的同时产生最小的回流电流和电感电流有效值。所提出的控制策略在一台2 kW的样机中进行了验证。

基于双有源桥实际模型的软开关特性分析

随着储能技术的日新月异,作为储能系统与新能源系统的连接桥梁,双向DC-DC变换器近年来成为新能源技术的重点研究对象。针对双有源桥双向DC-DC变换器在实际应用中存在的软开关问题,对双有源桥双向DC-DC变换器实际模型进行分析,提出一种移相变频控制控制策略,该策略以开关频率为切入点,分析了开关频率对变换器软开关特性的影响,通过对开关频率的调节满足了变换器的软开关条件。最后设计一台输入280V,输出100V的1kW实验样机验证所提策略的正确性。

复合保鲜剂联合低压变频电场对蒸煮贻贝冰温保鲜的增效作用

目的:研究复合保鲜剂联合低压变频电场对蒸煮贻贝冰温贮藏的保鲜作用。方法:采用变异系数权重法计算不同保鲜方式下冰温贮藏蒸煮贻贝的综合评分,测定贻贝样品的总巯基含量和蛋白质表面疏水性以及两种优势腐败菌(枯草芽孢杆菌和假单胞菌)的生长曲线和菌体细胞膜的膜电位、电导率、核酸泄露量,并扫描电镜观察两株菌的形态。结果:与单独的保鲜剂组、低压变频电场组相比,复合保鲜剂联合电场组的综合评分最高,即保鲜效果最佳。与空白组相比,联合组的总巯基含量下降速率最慢,分别为19.46%,44.92%,蛋白质表面疏水性仅升高5.67%,持水性最佳,说明联合组样品的蛋白劣变最少。联合组的抑菌机理为抑制贻贝两株优势腐败菌(枯草芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌)的生长,破坏细胞膜结构的完整性,改变细胞形态。结论:复合保鲜剂联合低压变频电场能有效延缓蒸煮贻贝的腐败变质,延长其贮藏期。

基于嵌入式技术的轻小型落地抱杆自动控制系统研究

该文在分析轻小型落地抱杆结构的基础上,设计基于嵌入式技术的轻小型落地抱杆自动控制系统框架,由基础数据单元采集轻小型落地抱杆运行数据后,控制单元的嵌入式主控制器调用变频调速控制程序实现起升电机运行速度的控制,通过模糊PID控制器实现吊钩负载转矩补偿控制,并利用粒子群算法对控制器参数作在线实时整定,通过CAN总线将控制指令下达给各工作机构,并利用以太网实现与远程控制中心的信息交互。实验结果表明,该系统可实现轻小型落地抱杆自动控制,控制后的阶跃响应曲线平滑、超调量低,控制时间短,输出的模拟电压曲线走势稳定、平滑度高,不存在振荡问题。

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)。

交流变压变频调速电梯的技术探讨和研究

随着社会经济的迅猛发展和城市化进程的加速,高层建筑、超高层建筑如雨后春笋般涌现,电梯自然成为城市高层和大型公共建筑中不可或缺的设备之一。高层建筑数量的增加对电梯的需求量也在逐渐增大,同时对电梯性能的要求也在不断提高。对于一部电梯而言,其性能主要取决于电动机转速的调控能力,这包括稳定停车、平稳启动和平滑加减速等,以满足大众对于舒适、快捷乘坐体验的需求。

德国化工企业低压配电设计特点

介绍德国化工企业低压配电设计的一些实践做法和特点,包括采用中性点集中一点接地的交流低压配电系统、采用“N+1”配置的变压器-低压单母线分段主接线方案等,并与我国工程设计中的习惯做法进行对比与分析。

一种高压电动机变频改造方案

根据现场实际情况和业主要求,对某火力发电厂的高压循环泵进行变频改造,提出了一种改造方案。该方案通过完善高压变频电动机的保护配置,保证了电动机的可靠运行和机组安全,同时改动较小,满足项目工期要求,对后续厂用高压电动机变频改造提供一定参考。

变压变频系统(VVVF)在胶带输送机张紧装置的应用

目前胶带输送机的张紧装置均采用重锤式或液压装置,但随着胶带输送机运输材料的丰富、运输长度和驱动装置的增加、工艺的多样性等一系列变化,现有的张紧方式已无法满足皮带机越来越高的张紧要求。以已实施的自主集成开发项目:宝钢分公司运输部马迹山二期扩建工程的皮带机自动张紧装置为实例,阐述变压变频(VVVF)驱动方式在胶带输送机张紧装置上的应用。

16位单片机VVVF系统在电机控制中的应用

介绍了一种基于16位单片机的变压变频VVVF系统。该系统采用了正弦脉宽调制技术、微机控制的数字SPWM逆变器和软件为基础的控制模式。由于SPWM信号的产生、系统的控制和检测信号的处理都由单片机完成,故所需硬件少,灵活性好、智能性强。

基于ATmega128的VVVF中频电源设计

基于ATmega128单片机的智能化特点,设计了一种新型变压变频中频电源。该电源采用斩波调压和逆变调频相结合的方法实现变压变频功能,具有电压、频率独立调节的优点。与传统SPWM方式相比,利用面积中心等效法原理产生SPWM信号,输出波形具有更好的对称度,显著减小了高次谐波分量。为验证理论分析,设计了一台1kW/2kHz的实验样机。实验结果表明,该电源电压幅值和频率可实现独立调节而互不干涉,结构简单,在内圆磨床和电动工具等应用中频电源的领域具有很好的实用价值。

电机变频调速器电压稳态PLC控制仿真

为了提高因较多简谐波注入变频调速设备,而导致的电压波动等问题,提出电机变频调速器电压稳态PLC控制方法。首先对含有基波与一对简谐波分量的电压波形进行研究,通过对正、负包络波形的分析,得出含有一个简谐波与一对简谐波电压变化的波形具有相似性。然后对含有一对间谐波的电压峰值波动率和简谐波电压进行分析与研究,得出电压峰值波动率与简谐波的频率没有关系,高频简谐波对电压的峰值波动影响要比低频简谐波强。最后将同步电机定子和转子的电气方程和运动方程引入到控制器中,通过PLC控制技术对电机的调速进行控制,为了使变频器能够对系统侧的功率变化作出相应的响应,采用控制策略对整流侧控制器进行控制,以维持直流侧的电压向逆变器侧输送稳定的功率。实验结果表明,采用上述方法对变频调速装置的电压进行控制,电压质量能够提升61.3%,电压波形畸变能够降低5.3%,并且电机的动态响应性能和稳态性能均较好,大大提高了同步的精度。

变频器电压切换对变频电机绕组的影响

针对变频电机定子绕组绝缘和电压振荡问题,分析了变频器输出的脉冲电压在定子绕组、变频电缆、电抗器等传输路径中的过渡过程,推导了定子绕组线匝、输出电抗器、变频电缆的电压等效数学模型,建立了Simulink仿真模型并进行仿真。以冶金行业轧机类典型负载为例,采用大功率变频电机和变频器进行脉冲电压测试,验证了不同线匝电压斜率的变化。针对不同变频电缆引发的电压振荡,采用二阶最优拟合方法,分析了电压频谱特征,验证了电抗器对电压振荡的抑制效果。

纺织设备控制装置弱电故障维修实践

探讨纺织设备控制装置弱电故障适宜的维修方式。根据纺织企业设备现状,将纺织设备控制装置分为调速类控制装置、可编程控制器、开关电源、集成电路板4种,概括了每种控制装置的故障特点,并通过№21C型络筒机、K44型细纱机等几个典型的维修实例进行了说明,对比了自主维修和托外维修的成本。认为:企业通过自主维修,可以获得明显的经济效益。