电动机系统节电措施及实践

电动机系统节能属十大节能工程之一。比较复杂的系统包括电动机的调速与控制装置、转动器、被拖动设备和介质的输送管网。一般用于风机、水泵传动的低压电动机数量多,采用变频调速节能效果显著;而高压电动机虽然数量少,但由于高压电动机单机容量大,一般都在数百、数千千瓦,故节能潜力更大。分析电动机节电政策、潜力及主要措施,以某钢铁厂变频调速节能改造为例,介绍变频调节的应用和效益分析。     

艾默生变频器在液位自动控制中的应用及其节能效果

变频调速器是一种高效节能调速装置，它以数字信号处理器或微处理器为核心，为电动机运行提供多种电气控制和报警功能，保障设备安全，延长使用寿命。特别是可以根据设定信号调节电动机转速，实现生产自动控制，节电效果显著，可有力地促进企业节能工作的开展，因而在电机供电控制中得到广泛应用。以催化装置中的轻柴油泵为例，简单说明控制调速的策略及其使用效果。     

内反馈串级调速电机装置在发电厂中的应用

从节能角度出发,分析了电动机调速的不同方式及节能效果。介绍了内反馈串级调速电机及其装置在发电厂中的应用。通过技术经济比较分析,指出采用内反馈调速电机及其装置是高压电动机调速最佳方案。     

高压电动机应用变频节电研究

电动机系统节能作为十大节能工程之一,比较复杂的系统包括电动机的调速与控制装置、电动机、转动器、被拖动设备和介质的输送管网。采用变频调速节能效果显著;高压电动机虽然数量少,但由于其单机容量大,故节能潜力更大。案例对原主回路系统进行改造设计,在满足结构合理、保证安全可靠运行以及节省项目投资原则下,准确计算出变频调速节电的效益。     

交流异步电动机非调速运行节能方案研究综述

对交流异步电动机非调速运行方式下各种经济实用的节能措施作了全面的分析研究 ,并介绍了一种电动机起动保护优化节能的综合控制装置即智能马达优化控制器 (IMOC)。     

滑差电机调速装置简介

滑差电机调速系统是由鼠笼式异步电动机、转差离合器、调速发电机和控制装置所组成的。作为原动机的鼠笼式异步电动机,由测速发电机和控制装置通过改变转差离合器的激磁电流来实现调速。ZTKI型转差离合器控制装置(以下简称装置)是与上海先锋电机厂生产的JZTT系列三相交流电磁调速异步电动机配套的控制设备如图1所示。通过操作调速电位器(图1,W_1)对转差离合器实行宽范围的无极调速。它以速度整定电位器为指令,经前置放大器     

大型商厦中央空调器水泵电动机的变频调速节能

大型商厦空调设备满负荷运行的时间不多,应考虑循环水泵电动机的节能.循环水泵轴功率与转速的三次方成正比.因此,降低循环水泵电动机的转速,可大幅减少循环水泵电动机能耗,其有效方法是采用变频调速.变频调速节能控制方式是根据冷凝器进、出水的温差值来控制变频调速器的频率,以控制电动机转速.     

浅谈石化企业挤压机控制系统变频改造

随着变频技术的不断深入,变频器在生产中使用得越来越多。其卓越的调速性能,能够更好地满足于石化企业生产装置不同工艺要求的需要。变频器的普遍使用,既满足了生产要求,又节约了能源。以燕化公司化工六厂高压聚乙烯装置主挤压机控制系统由原有的直流调速控制改为交流变频调速控制为例,论述了石化企业挤压机电动机及控制的更新改造,从而实现了设备国产化、节能化及控制简洁化。     

高压变频调速在火电厂的应用

论证了火电厂辅机变速节能的可行性，以利德华福变频装置为例，叙述了高压电动机变频调速节能的原理。     

国外大型交流调速电机发展情况

据统计,全世界所有电动机的耗电量约占工业总耗电量的60%以上。如果应用可调速的交流电动机取代普通电机,可节能约20%～50%,这是个经济效益非常可观的节能技术。而改造为交流调速以后,由于增设了变频装置、控制装置和测试仪表等而增加的费用,通常在1～3年内即可收回。因此,交流电机调速技术的开发和应用问题受到全世界的重视。近年来国外许多国家已经生产单机容量高达几万kW的大型交流调速电动机(见附表)。甚至有些公司,如西德的西门子公司,瑞士BBC公司,日本的东芝、富士、三菱等公司,生产的交流调速电动机已经定型和实现了标准化、系列化。     

切换矩阵系统在舞台吊杆变频器中的应用

变频器控制电机一般都是一台变频器单独控制一台电机,如果是几十台或上百台电机,则需配几十台或上百台变频器,那么投资就比较大。而且当某一个变频器出现故障时,其对应的电机也不能动作,所以可靠性不高。针对这种情况,对于短时工作制的变频控制电机场合（以自动舞台场合必用的舞台吊杆为例）,改变原有的一对一控制方式,设计了一个电气切换矩阵系统。此系统根据实际工作电机动作最大数来确定变频器的个数,很大程度上降低了成本,而且由于每一台变频器可以控制每一台电机,控制的安全系数也大为提高。     

晶闸管控制的单相–三相变换器

提出一种单相电源供电时适用于异步电机传动的单相–三相变换器。由于仅采用7个晶闸管和1个移相电容,该变换装置具有造价低、结构简单的特点。分析该变换器的工作原理及开关过程,并提出一种基于开环变压变频(variable voltage variable frequency,VVVF)和变压恒频(variable voltage constant frequency,VVCF)控制的单相–三相离散跳频控制策略,用于电机的起动和稳态运行控制,一方面保证了电机在低频阶段足够大的起动力矩,另一方面可使电机稳步起动到额定转速。仿真和实验结果表明了该控制策略的有效性以及系统方案的可行性。     

Single-stage AC–AC power conversion for WECS

This paper investigates a novel single stage AC–AC power conversion, as an alternative to multistage AC–DC–AC power conversion topology, for interfacing the wind energy conversion system (WECS) to a grid as a distributed load system. A comprehensive dynamic model of proposed AC–AC converter is developed to satisfy all the functions of the converter. A new time switching pattern and a control mechanism are described to convert a variable frequency input power proportion to the wind power to a constant frequency output power for a distributed load system in a single unit. The converter control functions are adapted to control active and reactive powers injected into the distributed load system. Based on time-domain simulations in the MATLAB environment, a comparative study has been made of the dynamic behavior of wind turbine generation system with the proposed AC to AC converter and conventional AC–DC–AC converter. The study concludes that an AC–AC converter is technically a viable option to interface a wind turbine to a distributed load system or utility grid application. A prototype of the proposed converter is developed in the lab taking variable frequency input voltage and then converting it to a constant output frequency voltage. The performance of the converter has been found satisfactory.     

基于小电流检测的交-交实时连续变频的研究

为实现交-交变频器的实时连续变频,在深入研究了交-交变频原理、余弦交点法近似算法原理和双变量控制原理的基础上,提出了通过小电流检测来实现交-交实时连续变频的控制策略。该策略通过小电流检测来判断换流片段和换流时刻,依据余弦交点法近似算法在线计算触发时刻。为验证该控制策略的可行性,搭建了以STM32F103ZET为主控芯片的小电流检测交-交变频调速系统实验平台,并结合双变量原理、余弦交点法近似算法和小电流检测换流策略编写程序,进行实验。实验结果表明该策略有较好的控制效果。     

基于Quasi-Z源间接矩阵变换器的永磁同步电机驱动系统

将Quasi-Z源间接矩阵变换器与永磁同步电机的矢量控制相结合,提出了一种新型的变频调速系统,克服了传统变频调速系统电压传输比低的限制,能够满足永磁同步电机在不同运行状态下的电压等级,扩展了电机的调速范围。同时在小信号模型的基础上,提出了Quasi-Z源间接矩阵变换器直流母线电压的闭环控制策略。仿真结果表明,可有效提高永磁同步电机的运行性能,抵抗电网电压跌落。     

Fixed-boundary-layer Sliding-mode and Variable Switching Frequency Control for a Bidirectional DC–DC Converter in Hybrid Energy Storage System

In this paper, a soft switching DC–DC converter is presented for a hybrid energy storage system (HESS) in an electric vehicle (EV), using fixed boundary layer sliding mode control (FBLSMC) and variable switching frequency modulation. This strategy is aimed at improvement of the transient performance, energy transfer efficiency and system robustness for the HESS which is composed of a battery, an ultracapacitor (UC) and a bidirectional DC–DC converter. The state-space model of such DC–DC converter is firstly established involving all operating modes and system uncertainties. The FBLSMC scheme is proposed for the satisfactory voltage/current tracking despite system uncertainties. It can guarantee the system robustness and avoid the chattering existing in conventional sliding mode control (CSMC). In order to ensure the soft switching under transient load variations, a variable switching frequency modulation method is introduced into the controller. Finally, experimental results confirm that (1) within the full-load range the efficiency of the DC–DC converter with variable switching frequency is ～96% in contrast to 90% efficiency at hard switching, and (2) the energy delivered by the UC follows the reference closely for EVs.     

用于风力发电的矩阵变换器仿真与实验分析

为了使无刷双馈风力发电系统实现变速恒频风力发电,关键在于寻求一种输入输出特性好、电力谐波低、能量可以双向流动"绿色"变换器。应用Matlab/Simulink建立了矩阵变换器系统直接传递函数调制策略的仿真模型,并采用TMS320LF2407数字信号处理器和MAX7000系列的EPM7128复杂可编程逻辑器件设计了矩阵变换器实验系统进行实验,仿真和实验验证了矩阵变换器设计的可行性和正确性,为矩阵变换器应用于无刷双馈风力发电系统奠定实验基础。     

混合励磁同步发电机–矩阵变换器发电系统两级式电压闭环控制策略

研究了一种基于混合励磁同步发电机与矩阵变换器组合的宽转速范围的变速恒频发电系统。在理论推导该新型发电系统数学模型的基础上,提出了一种将发电机端电压闭环控制与矩阵变换器输出电压的瞬时值闭环控制相结合的两级式电压闭环控制策略,并通过推导闭环系统传递函数对系统稳定性进行了分析。最后,通过实验验证了该发电系统及其控制策略的有效性。     

变频调速屏蔽电机仿真及其损耗计算

针对屏蔽电机的变频调速,在同步旋转坐标系上建立了屏蔽电机的数学模型,采用MATLAB软件中的Simulink工具对控制系统进行仿真,给出了仿真实验结果。当屏蔽电机采用变频器供电时,变频器输出的大量谐波必定会在屏蔽套内产生谐波涡流损耗。对此进行了谐波分析,计算出了屏蔽套的涡流损耗。