变频调速电机的运行效率及节能控制研究

分析了变频器采用U／f比控制方式的不同转矩补偿曲线时,带不同负载的电机运行效率;阐述了应用通用变频器节能中存在的一些问题;提出了一种能够根据实际负载大小和转速要求自动确定变频器输出频率及电压,以确保电机在各种条件下都以最高效率运行的节能控制算法,并仿真验证了该算法的高效性。     

标量控制的感应电机高效节能运行的实现

从感应电机高效节能运行出发,依据三相感应电机的等效电路推导出电机高效率运行的供电条件,揭示了电机高效率运行时电机输出的转速和负载转矩与输入的电源电压和频率之间存在的确定关系.在此基础上,提出实现电机高效节能运行的标量控制方案,并通过与恒压频比控制方式运行效率的比较及控制系统转速调节和转矩变化过渡过程的仿真实例,验证了电机高效节能控制运行方案的可行性.     

低压变频调速电机的特点和变频调速节能控制应用

重点阐述低压变频专用三相异步电动机的设计特点和节能优势,论述根据负载的机械特性和电机参数设定变频器的基准电压和基准频率的方法,说明变频器的基准电压、基准频率的设定,是充分利用变频器,以满足负载对变频器要求的基础。正确设定变频器的压频比,是使用变频电机和变频器的关键。同时阐明低压变频电机节能需综合运用各种控制技术,全面考虑才能达到最大限度的节约能源,提高效率。     

具体应用需根据负载情况确定是否选用转矩提升功能

转矩提升功能是根据V／F控制特性开发的，普通的V／F为常数的控制中变频输出电压与频率成正比。当电动机在低频运行时，电动机的励磁电抗变小，此时定子电阻的分压将不可忽略，导致励磁电流变小，当拖动重负载时，变频输出电流将变大，造成变频过载停机。根据此情况，变频器普遍具有转矩提升功能，在提速时提高变频的输出电压解决低速重负载的过电流问题。     

F1500-G系列变频器

烟台惠丰电子有限公司生产的F1600采用优化空间电压矢量调制方式．使控制更加精准。闭环控制及增加死区补偿．使低频输出转矩进一步提高．1Hz时可输出150％的额定转矩。直线式、平方式及自定义折线式转矩补偿方式．可适应更多负载方式。载波频率任意可调．静止状态、停机过程直流制动．电流、电压失速防止。内置数字滤波器．进一步提高了系统的抗干扰能力。     

直接转矩控制技术在游梁式抽油机中的应用

目前游梁式抽油机在运行过程中存在效率低、能耗高、调节冲次费时费力等缺陷,现有节能技术节电效果不佳.针对这一问题,提出了一种基于直接转矩控制技术的游梁式抽油机节能控制系统.该系统采用直接转矩控制技术,将定子磁链和转矩作为控制变量,无需进行磁场定向、矢量变换和电流控制,根据电机负载变化情况迅速调整电机的输出转矩.其具有控制手段直接、转矩响应速度快、动态特性优异等特点,适用于电压变化或负载突变等场合.系统测试表明节电效果显著,具有一定的经济效益和推广应用价值.     

基于级联神经网络的电机转速和负载转矩辨识

合理选择电机容量具有重要意义,而电机容量可根据电机转速和负载转矩确定.此处提出利用级联BP神经网络估计电机转速和负载转矩的方法,将两个神经网络级联,第一级网络输入为电机定子电压,输出为定子电流和转速;第二级网络输入为第一级网络的输出,输出为负载转矩,形成了级联BP神经网络模型,实现了异步电机转速和负载转矩的同时估计.实...     

级联型高压变频器死区效应分析

设计电压型PWM变频器时死区时间的设定会造成输出谐波增加、负载电动机转矩脉动，严重时甚至引起电动机震荡。针对电压胞级联型结构的高压变频器，通过理论推导和仿真分析，较为详细的探讨了其死区效应的特点和影响因素。研究证明，电压胞级联型高压变频器死区效应与电压胞个数无关，随频率调制比和死区时间的变化而同步变化，且总的看来死区的影响不很严重，但从高性能调速的角度，适当的死区补偿也是必要的。     

运动控制模式

转矩控制方式是通过外部模拟量的输入或直接的地址的赋值来设定电机轴对外的输出转矩的大小,具体表现为例如10V对应5Nm的话,当外部模拟量设定为5V时电机轴输出为2.5Nm:如果电机轴负载低于2.5Nm时电机正转,外部负载等于2.5Nm时电机不转,大于2.5Nm时电机反转     

变频调速时电动机的机械特性分析

变频调速时,电压随频率调节规律和负载的性质有关.为充分发挥电机转矩的能力,维持主磁通不变或者保持电动机过载能力不变,利用恒转矩和恒功率两种变频调速,保证电动机稳定的输出机械特性.     

恒定功率因数节能方法在VVVF变频调速器中的应用

文章简要分析了恒转矩负载在恒定输出频率下调节定子电压可以提高电机效率的原理，同时讨论了采用恒定功率因数节能方法时，保持电机节能运行条件。在模糊控制PID方法基础上，实现了恒定功率因数节能控制。实验结果表明电机在轻载条件下保持适当的恒定功率因数运行时，具有很好的节能效果。     

电动机运行存在的问题及智能节电器相应的解决办法

电机在运行过程中,会导致大量电能浪费.电机节电器通过微处理监测电压和电流的波形间隔,调整可控硅触发脉冲及自动跟踪电机运行中负载变化,保持电机的输出转矩与负载的匹配,改善电机启动性能,达到节约电能的目的.     

基于级联H桥变频器的极相调制感应电机驱动系统

高压电机配用高压变频器具有较大的节能性和高效性,已有广泛应用。级联H桥多电平变频器采用模块化设计理念,通过多个相同的低压变换单元级联起来实现高压及大功率的功能,且变频器输出电流谐波较小。极相调制感应电机可以将传统三相电机的控制方法和极相调制模式结合起来,使电机转矩和转速范围得到扩展。为此介绍一种级联H桥多电平变频器拖动极相调制感应电机变频起动和调速,该电机的定子绕组可配置为9相4极和3相12极。通过仿真验证了级联H桥多电平变频器能够满足极相调制感应电机的变频调速性能和极相调制矢量控制性能,可为新能源发电、船舶推进、工业传动等高压大功率领域提供技术保障。     

异步电动机最佳压频比控制策略的研究

为了探究异步电动机电源压频比对效率和功率因数的影响,优化电机与外加电源的匹配,获得一种力能指标优化控制策略.在一定的负载转矩和电源频率下,通过调整电源电压来获取异步电动机的定子电流、效率和功率因数随电压变化的一般规律,分析出效率和功率因数匹配最优的运行点,即该频率下的最佳的电压值,获得最佳压频比.通过仿真和实验结果发现,定子电流最小时对应的效率和功率因数匹配最好,力能指标最优,压频比最佳.最佳压频比控制策略能够使电动机在满足调速要求的前提下,适应不同的负载变化,始终运行在最优力能指标的状态下.     

基于深度Q学习的含用户侧储能微电网频率-电压数字化智能控制策略

频率与电压是衡量电能指标的重要标准。针对微电网受到负荷波动而引起的频率/电压调控问题,提出基于深度Q学习(deep Q-learning, DQN)的含用户侧储能微电网智能监控-控制策略。首先,通过考虑用户行为的随机性,增加了用户侧储能输出的随机约束,并引入四象限充放电的模型,构建用户侧储能的集群充放电模型,从而搭建出微电网频率-电压的协同控制模型。其次,设计基于DQN的频率/电压控制器结构与数字化智能控制平台,以系统实时的频率偏差、电压偏差与用户侧储能输出功率的上、下限约束为状态空间,以系统各机组出力为动作空间,并基于频率及电压2个控制目标,完成包含2个本地奖励的全局奖励函数的设计。算例结果表明：与传统PID控制器相比,所提DQN控制器能同时满足频率与电压的控制需求,更有效地应对负荷波动所引起的电能质量问题。     

超市用多机并联变频机组运行分析

节能减排成为当前社会发展的主题,超市制冷设备的节能越来越受关注。常用的超市半封闭活塞压缩机组为了节能开始使用变频技术,本文分析了利用交流变频技术调节压缩机电机的转速,以调节多机并联活塞机组的能量的精确输出,来适应超市冷量负荷的大幅变化,从而达到节能的效果。对实际的超市制冷机组变频与工频运转的能耗、系统稳定性进行了分析,对于超市用多机并联活塞机组,普通机组变频后的实测节能效果一般在3％-17％,机组的原来可调节能级数越多,变频后的节能效果越不明显。制冷机组可以通过变频的合理设计使设备投资减少,运行能耗减戮     

一种电容式调压脉冲功率电源设计和工作分析

为了设计研制一种电容式调压脉冲功率电源并分析其工作特性,采用双向晶闸管调压、升压整流和限流的充电方式,以及先粗调后细调的策略向电压给定单边逼近以实现快速高精度充电。分析了3种感性负载的放电脉冲工作形式:弦波脉冲电流配合电容反充能量回馈,可用于重复频率要求较高的场合;续流波电流的有效脉宽较宽,可用于要求放电高频分量相对较小的场合;交流衰减波电流可用于永磁体的退磁等应用中。放电电流峰值由负载电感和电阻值共同决定,减小电感能大幅度提高输出功率,但受放电晶闸管的指标di/dt的制约电感有最小值。电容反充电压能量回馈是提高脉冲功率电源效率和增加电源重复频率最有效的手段。给出了评价和使用该类电源技术指标的计算方法,除了最高工作电压、最大储能之外,可根据负载给出最大输出功率、输出峰值电流、最大电压重复频率等技术指标,并可在给出的曲线上选取匹配的工作参数。