同步电动机功率因数检测与控制

由同步电动机的运行特性可知,改变同步电动机的励磁电流,可以改变它的功率因数.欠励时,功率因数小于1,为感性负载;额定励磁时,功率因数为1,其工作性质为阻性;过励时,功率因数小于1,为容性负载.     

励磁电流对同步电动机稳定性的影响

电励磁同步电动机可以通过励磁电流来调节电机的功率因数,通过调节励磁电流使电机的无功功率和定子电流降低。但在一些变化负载的工况下,无功功率的降低会使电机的稳定性降低,因此驱动往复式压缩机类型的电机设备,在调节励磁电流时,在考虑节能的同时,也应兼顾电机的稳定性,以保证设备的安全可靠运行。以一台1400kW-18p同步电动机为例来分析励磁电流对同步电动机稳定性的影响。     

基于W77E85的励磁控制系统

在分析同步电动机功率因数原理的基础上,提出了以恒功率因数为目标进行控制的提高电网功率因数的方案,设计了以恒功率因数为控制目标对励磁电流调节的同步电动机励磁装置.详细讨论了基于W77E85单片机的励磁控制系统的软、硬件设计.实验表明方案可行有效.     

同步电动机失步保护及其自动再整步的研究及实现

针对大容量同步电动机励磁控制的特点,设计并实现了一个新型的基于８０Ｃ１９６单片机的全数字励磁调节系统。该系统具有较好的恒励磁电流、恒功率因数和恒无功功率３种闭环工作的功能。同时针对同步电动机励磁调节故障状态的特点,还对同步电动机３种失步状态的危害进行了详细的分析和描述,提出了新的失步判断、灭磁及自动再整步的方案,并进行了实验验证。     

ABB F系列励磁调节器在同步电动机上的应用

ABB UNITROL F系列励磁调节器具有通用性强、精度高、可靠性好、调试维护方便等特点。它根据冗余方式可分为双通道和单通道两大类。双通道调节器由两个励磁模块组成,互为备用。每个通道都具有恒机端电压、恒励磁电流、恒无功功率和恒功率因数四种调节方式．分析并改进ABB UNITROL F系列AVT-O／CI型励磁调节器在宝钢2号空压机用同步电动机励磁装置政造调试过程中存在的问题,将总体运行方式由原来单一的恒励磁电流调节方式,政为“恒励磁电流”自动切换到“恒机端电压”再投入“恒功率因数”的方式．避免同步电动机失步。此外．还对AFT-O／CI的恒功率因数调节方式、调差系数的设置、励磁电流限制和保护功能的设定等进行了改进。     

同步电动机负载突变过程的神经网络控制

针对目前同步电动机负载突变时,均采用强力磁的方式控制励磁电压,提出了一种基于神经网络的同步电动机过渡过程的控制,克服了以往采用强励磁方式使同步电动机强行拉回到同步运行状态而引起的系统超调过大的不利因素。在神经网络的训练过程中采用“理想加噪声”的训练方式,表明了神经网络具有良好的动态逼近能力和较高的可靠性;在负载变动比较大的情况下,给出了用神经网络控制同步电动机的过渡过程仿真曲线。仿真结果表明,神经网络励磁调节器对于运行状态或是系统参数变化阶段,均具有很好的自适应性,尤其对同步电动机突加负载时系统的超调和到达稳态的时间有了明显的改善。     

同步电动机功率因数调节的模糊控制

针对同步电动机的非线性、参数实变及数学模型的复杂性 ,提出了一种以模糊控制策略为主的功率因数调节方法。在此控制系统中 ,励磁电流调节为内环 ,主要作用是保持励磁电流的稳定性和励磁调节的快速性 ;外环为功率因数调节环 ,采用模糊 -I的复合控制。实验结果证明 ,采用该方法的同步电动机在功率因数调节中可以获得比较理想的动态和静态特性 ,优越性明显。     

同步电动机系统建模及功率因数调节的模糊控制

近年来,随着电力电子器件、微处理器、和控制理论的迅速发展,使得同步电动机在电力拖动系统得到广泛的应用。通过增大转子绕组的励磁电流使同步电动机工作在超前状态,可以充分发挥同步电动机的无功补偿能力,实现对供电系统的无功补偿,提高电网的功率因数。本文建立了同步电动机的数学模型,并提出了一种功率因数调节方法,实验结果证明,采用该方法的同步电动机功率因数调节可以获得比较理想的特性,优越性明显。     

一种智能型同步电动机励磁系统的研究与应用

主要对大型泵站同步电动机晶闸管励磁装置技术状况进行分析,介绍一种智能型励磁系统。通过互为热备用的双套微机控制系统具体设计,实现了智能监控恒励磁电压、恒励磁电流、恒功率因数和恒角度4种运行方式,单台电动机的自动控制运行,同时,可实现单站集中控制和远距离群站控制。实践证明该系统功能完善,运行性能安全可靠,适合在大型排涝泵站中推广应用。     

调压运行的同步电动机功率因数的调节分析

变频器供电条件下,同步电动机的定子绕组电压可以方便地进行调节,电机的电压、电流、功率因数及功率角之间存在内在联系。论文首先在恒定负载和恒定励磁电流情况下,对调压的同步电动机通过相量图进行稳态分析,建立功率角、定子电流及功率因数的计算模型,揭示了电压调节时它们之间的相互关系及其变化规律。最后通过实验验证模型的正确性,指出通过调节同步电动机的定子电压,可对功率因数及功率角之间进行调节,对同步电动机功率因数的调节有一定的指导意义。     

小功率发电机励磁系统的恒功率因数控制

针对单台并网运行的小功率同步发电机恒功率因数控制问题,采用励磁电流和功率因数双闭环PID控制方法,并网前调节励磁电流使机端电压满足并网条件,并网后调节励磁使功率因数恒定形成恒功率因数控制。以TMS320F2812型DSP为核心器件,充分发挥了它运算速度快,外设功能强大的优点,设计出一种简单、实用励磁调节器,并通过了仿真试验和实验室调试。实验证明系统具有投励准确,投励过程震荡小,功率因数稳定性高的特点。     

电励磁同步发电机的变励磁控制策略

考虑到风电领域的电励磁同步发电机稳定工作需求,在恒定励磁电流的情况下分析电机的功角特性和运行风险,提出了结构简单、控制灵活的变励磁控制方案,该励磁模块直接由稳定的直流母线供电,省去了复杂的相控整流电源,安全可靠且成本低。基于Matlab仿真,研究了不同功率的励磁电流对电机功率因素和定子电流的影响。最后,通过实验结果证明了变励磁方案的可行性,及其相对恒励磁控制在发电效率上的优势。     

新型双通道同步电动机励磁调节系统设计

介绍一种基于87C196KD微控制器结合PSD的双通道同步电动机微机励磁装置。首先描述该装置的硬件组成,详细介绍投励和灭磁单元的设计、采用可编程系统器件中心控制单元的设计及该装置的软件组成,用软件来控制顺向投励,实现起动过热保护,失步再整步功能以及高精度的PID运算等功能。该装置采用恒电流和恒功率因数两种运行方式,可以任意切换。由87C196KD单片机结合PSD实现的同步电动机微机励磁装置具有硬件简单,抗干扰能力强,控制精度高等特点。     

A brushless three-phase synchronous motor using the armature winding as both load and DC excitation winding

This paper presents a new brushless three-phase synchronous motor which has no exciter. The technique applied to the motor provides an effective way for conventional brushless synchronous motors to simplify the system configuration. The stator of the motor is equipped with a double-star connected armature winding which has two neutral points. The rotor is a cylindrical one, which is equipped with a two-phase field winding. The field winding is connected with shaft-mounted rectifiers. A dc voltage is applied to the two neutral points of the armature winding to obtain the rotor excitation when the motor is operated at synchronous speed. At that time. the armature winding acts as a stator dc exciting winding while also acting as a load winding. In this paper the principle and characteristics of the motor are described. and the experimental results are shown. It is confirmed that with a 2-kW experimental machine, the proposed motor has good performance. For example, by adjusting the stator dc current, this motor power factor can easily be controlled within a wide range.     

大型变频调速发电(电动)机的优越性

针对适用于风力发电站和抽水蓄能电站的调速发电机,介绍了隐极式交流并步发电机的基本工作原理、结构特点和优越性。通过调节三相交流励磁电流的频率、幅值和相位,可达到改变运行转速的目的;采用矢量控制,可以调节有功功率和无功功率,并快速响应电网负荷要求。     

旋转整流器无刷同步发电机起动交流励磁仿真分析

旋转整流器式无刷同步电机具有功率因数可调、效率高等优点，在航空电源系统中得到广泛的应用。为了适应未来飞机电源系统发展的要求，航空发电机需要具有起动/发电双功能。本文给出无刷同步电机的新型单相交流励磁方案，在励磁机直流励磁绕组通入单相交流电，在气隙中建立脉振磁场，使励磁机转子电枢绕组中产生感应电势，经过旋转整流器整流，为主发电机提供励磁电流，解决零速下主发电机励磁问题。文中建立了考虑励磁机铁损耗的仿真模型，并运用仿真手段详细地分析励磁机的单相交流励磁的频率和幅值对主发电机励磁电流幅值的影响，最后给出发电机起动过程中，励磁机单相交流励磁的控制规律。     

凸极同步电动机定子电量法顺极性投励研究

为解决凸极同步电动机异步起动投励牵入同步存在的问题,提高投励的可靠性并改善起动性能,提出了无转子位置传感器的"定子电量法"最佳顺极性投励实现方法,即通过检测同步电动机定子电流峰值的变化来确定投励时刻实现最佳顺极性投励。实验结果表明使用该方法实现顺极性投励具有可靠性好、牵入同步时间短、对电网冲击小、在低电压和重载条件下牵入同步容易等优点。     

基于励磁电流差异的调相机失磁保护方案

首先研究了调相机的失磁故障行为及失磁调相机的暂态响应,结果表明已处于失磁状态的调相机在系统电压变化时仍有一定的无功响应能力.在此基础上,分析了基于无功反向特征的已有失磁保护方案在故障检测及保护动作方式上的不足.为了进一步优化调相机的失磁保护,深入研究了调相机的失磁过程并得出了失磁故障后励磁电源输出的测量励磁电流与励磁磁动势对应的实际励磁电流大小存在明显差异的故障特征.然后建立了实际励磁电流的计算模型,解决了实际励磁电流值不能直接测量的问题.在此基础上,构建了基于励磁电流差异特征的失磁保护判据,优化了保护动作方式,提出了相应的调相机失磁保护方案.最后,在PSCAD中建立了包含调相机在内的实际直流输电系统模型,通过仿真对比已有失磁保护方案及所提失磁保护方案的作用,结果验证了所提失磁保护方案的有效性.     

内联观测电励磁同步电机功率因数控制

为解决电励磁同步电机(EESM)的无编码器运行和功率因数控制问题,提出一种基于内联观测器的转子磁场定向矢量控制方法。建立了EESM的扩展数学模型;根据模型设计自适应内联观测器,该观测器可观测EESM的位置、速度以及q轴电感等信息;推导了EESM转子磁场定向下的功率因数矢量控制方法,通过对d轴电流、q轴电流和励磁电流的分配从而实现对功率因数的控制。对所提出的内联观测器和功率因数控制方法进行了仿真和试验,结果表明所提方法不仅能够在电动和发电状态下实现宽转速范围内的稳定运行,而且能够柔性调节电机的功率因数,满足不同运行工况的需求。