發(fā)布時間：2020-04-07 10:08

【摘要】：隨著國家和社會對于環(huán)保和節(jié)能的重視程度日趨提高,對于電機節(jié)能領(lǐng)域提出了新的要求,同時對于電機調(diào)速系統(tǒng)的性能要求也越來越高。感應(yīng)電機由于其結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、維護方便、價格便宜等優(yōu)勢在永磁同步電機及各種新型電機頻出的大環(huán)境下仍占有一席之地,在實際工業(yè)生產(chǎn)中使用廣泛。目前,在一些對起動性能要求較高的工況下仍然使用繞線式感應(yīng)電機,如大型風機、球磨機等,它們普遍存在控制技術(shù)落后、設(shè)備老舊等問題。本文針對這些問題,以設(shè)備改造為目的,基于繞線式感應(yīng)電機的變頻調(diào)速系統(tǒng)提出最優(yōu)能效控制策略。首先,本文對樣機參數(shù)進行了離線辨識,重新計算了實驗樣機參數(shù)并將節(jié)能控制方式分為起動和穩(wěn)態(tài)運行兩部分展開論述。本文在起動方面采用轉(zhuǎn)子串電阻起動,對最佳起動電阻進行了計算分析和仿真驗證,總結(jié)串電阻起動方式的不足之處提出轉(zhuǎn)子側(cè)無沖擊并網(wǎng)起動方式并進行了仿真和實驗驗證。其次,本文在運行節(jié)能控制方式上分為轉(zhuǎn)子側(cè)和定子側(cè)節(jié)能兩部分展開論述。在轉(zhuǎn)子側(cè)節(jié)能方式的選擇上,本文總結(jié)了轉(zhuǎn)子無沖擊起動方式的利弊,提出了基于變頻調(diào)速的轉(zhuǎn)子側(cè)經(jīng)濟型調(diào)速模式,分析其基本原理及投切操作技術(shù),并進行了仿真分析以及調(diào)速系統(tǒng)的整體硬件電路設(shè)計。本文詳細分析了串級調(diào)速系統(tǒng)的基本原理、動態(tài)過程和容量變化規(guī)律,針對電壓型PWM斬波串級調(diào)速系統(tǒng)進行了電路參數(shù)計算與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計,并通過仿真分析驗證了參數(shù)的可行性。通過與轉(zhuǎn)子側(cè)經(jīng)濟性調(diào)速相比較,本文提出了基于轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速的最優(yōu)能效控制策略。最后,在定子側(cè)節(jié)能方式的選擇上,本文對比轉(zhuǎn)子側(cè)最優(yōu)能效控制方式,設(shè)計并計算了最佳磁鏈控制系統(tǒng),并通過仿真得出了其節(jié)能區(qū)間;在此基礎(chǔ)上設(shè)計并計算了最佳電壓控制方式,對比兩者的節(jié)能區(qū)間提出基于負載分區(qū)的定子側(cè)最優(yōu)能效控制策略。
【圖文】：

表 2.1 參數(shù)辨識實驗結(jié)果Tab. 2.1 Result of parameters identification experime轉(zhuǎn)子相電阻(Ω) 勵磁電抗(Ω) 1.24 78.5 析[31]一書給出的鼠籠式感應(yīng)電機計算步驟，，計繞組參數(shù)與定轉(zhuǎn)子槽結(jié)構(gòu)，經(jīng)能耗驗算反搭建 Ansoft 仿真建模，并計算電機的電感，部分計算過程見附錄 A。rt 中的感應(yīng)電機模型默認為轉(zhuǎn)子鼠籠式結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)果，因此將整個電機模型先由 AutoC Maxwell 中進行計算驗證。采用 2D 模型是機電磁計算 2D 模型的準確度更高。電機采，定轉(zhuǎn)子沖片及電機分相如圖 2.3 所示。

圖 2.4 繞線式感應(yīng)電機磁力線圖Fig. 2.4 Magnetic flux graph of winding induction motor圖 2.5 繞線式感應(yīng)電機磁密云圖Fig. 2.5 Magnetic cloud graph of winding induction motor場下的后處理求得電機的電感矩陣，如圖 2.6 所示小于實際測量結(jié)果，主要是由于仿真時簡化較多，搭建定轉(zhuǎn)子外電路如圖 2.7 所示，認為轉(zhuǎn)子為短路起動性能進行仿真，結(jié)果如圖 2.8~2.9 所示。
【學位授予單位】：沈陽工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TM346

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本文編號：2617775