电网不对称条件下异步电机空间电压矢量的直接转矩控制策略研究

针对三相电网存在三相电压不平衡,造成电机的电流畸变,影响异步电机的磁链形成和转矩性能,提出了基于正序d-q坐标系抑制电机逆变器网侧负序电流的不平衡控制策略。在分析异步电机直接转矩控制的基础上,详细推导出三相不平衡电网的控制算法;提出了采用前馈解耦的电压空间矢量控制(SVPWM)算法,抑制电网负序的引起的电流畸变,克服了对感应电机的转矩脉动影响。给出了一个1 kW感应电机直接转矩控制试验结果,证明了该策略能有效地抑制电网电压不平衡运行时对异步电机逆变器的网侧电流畸变影响,提高了系统运行性能。     

Study on DSP controlled CO2 arc ignition

CO2焊是一种生产效率高、成本低的高效焊接方法.传统的CO2焊采用接触式短路引弧,引弧时间长、成功率不高、稳定性差.分析了影响和提高引弧成功率的因素,并以DSP控制焊机为平台,设计了一种通过限制引弧过程焊接电流来进行引孤的方法.该引孤方法中,焊接过程中的电流为被控制对象,在电压为空载及以上,短路刚发生即电流不为零时就对电流进行控制,使整个引弧过程中电流值不大于给定峰值,从而达到限制引弧电流的目的.试验证明,该方法引孤时间短、一次性引孤成功率高、稳定性好,为后续CO2焊接稳定可靠的进行提供了有利条件.     

逆变式焊/割电源滑模变结构与PI综合控制

根据焊条电弧焊/空气等离子切割电源特性,考虑到网压波动、经济效益以及人身安全,仔细分析了电源负载电流,短路电流和空载电压的要求,引入了滑模变结构控制(SMC),研究了基于SMC的电压环与基于PI的电流环相结合的综合控制方式,解决了电压超调与快速电压响应的矛盾等问题.文中从理论上推导了基于平均状态空间模型移相全桥间接SMC控制算法,应用了直接相移PWM波生成方法,从而使控制更为简单实用.最后在一台20 kW的逆变式焊/割电源上采用综合控制方法和单纯PI控制进行比较试验.结果表明,采用的综合控制方法应用在焊/割电源是一种非常有效且鲁棒性强的方法.     

非高频引弧逆变空气等离子切割机的研究

成功研制了一种新型非高额定电流引孤的IGBT逆变空气等离子切割机,该机切割电流在30～120A范围内连续可调.整机原理上采用Boost升压功率因数校正技术将整流后的电网电压提高为720V的稳定直流高压,然后通过IGBT半桥逆变主电路、高频变压器和桥式整流得到相应的切割直流电压.采用DSP数字化控制技术实现了半桥PWM控制、非高频引弧以及整机的过电压、欠电压、过电流、过热等功能.试验表明该等离子切割机具有可靠性高、电磁干扰小、一次引孤成功率高等特点.     

焊接系统中单相整流的数字控制研究

针对早期焊接系统中采用不控整流和可控整流存在的问题,采用IGBT单相整流双向控制解决了焊接时注入电网谐波含量大以及送丝电机和行走电机反转时电能自身消耗造成电能损失的问题.采用四象限整流控制方法,迫使整流输入端的电压与电流同相位,同时通过电压和电流控制方法,把电机的制动电能反馈给电网,仿真和实验验证本研究提出方法的可行性.因此,四象限整流器控制策略的选择,对于提高电网功率因数、降低网侧电流谐波含量、稳定中间直流电压以及保证电机侧逆变器的正常工作有着重要的作用.     

探讨低压配电网功率因数对供电企业的影响

对电缆车间来说，用户功率因数的高低，直接关系到电力网中的功率损耗和电能损耗，关系到供电线路的电压损失和电压波动，而且关系到节约电能和整个供电区域的供电质量，这是众所周知的道理。提高电力系统的功率因数，已成为电力供应中一个重要课题。文中简要集中探讨了影响电网功率因数的主要因素以及低压无功补偿的几种实用方法，和确定无功补偿容量从而提高电力系统功率因数的一般方法。     

基于遗传算法的分布式发电系统无功优化控制策略研究

研究了含有多个分布式发电系统的配电网无功优化问题。根据旋转坐标系下并网逆变器的数学模型,通过对并网逆变器的输出电压在d、q轴分量的解耦,实现对有功、无功的独立调节。建立的基于遗传算法的分布式发电系统无功优化控制模型,充分考虑了网损最小和节点电压的约束,对并网逆变器的无功功率给定进行了优化。仿真实验表明,所提出的方法可行,具有较强的收敛性和快速性,对于减少网络的功率损耗和提高电压质量有一定的作用。     

谈功率因数大小对电网的影响及补偿措施

在供电过程中,用户功率因数的高低,直接关系到电力网中的功率损耗和电能损耗,关系到供电线路的电压损失和电压波动,而且关系到节约电能和电网安全、经济运行及供电质量。因此提高整个电网的功率因数对国民经济有极为重要的意义,本文介绍影响电网功率因数的主要因素以及采取无功补偿的措施。     

一种基于亚射流的PMIG焊电弧电压控制方法

针对熔化极脉冲氩弧焊(PMIG焊)主要采用恒流控制和等速送丝的焊接方式,提出了一种基于亚射流的PMIG焊电弧电压控制方法;其控制原理是对每个脉冲周期的平均电弧电压进行检测,当平均电弧电压在亚射流区域内,则完全依靠其在亚射流区域内固有的自身调节能力进行调节,当平均电弧电压超出亚射流区域后,在其它焊接参数不变的条件下,通过改变基值时间来改变脉冲周期内的平均电流值,从而改变焊丝熔化速度,提高电弧调节能力和抗扰动能力.结果表明,采用该控制方法可以显著改善焊接电弧的动态响应特性,有效抑制电弧电压的扰动,焊缝成形均匀一致.     

电网电压不平衡下三相VSR的优化控制策略

电网电压不平衡时,以电网平衡为约束所设计的三相电压型PWM整流器（VSR）会出现不正常的运行状态。其交流侧将产生负序电流,使网侧电流严重不对称。本文提出了基于同步旋转坐标系的三维复空间瞬时功率定义方法,适合于三相VSR不平衡控制和功率分析。同时在此基础上提出抑制交流侧负序电流的控制策略,最后进行了系统仿真。结果表明,该控制策略改善了三相VSR的网侧电流波形,实现三相VSR在电网不平衡下的正常运行。     

基于事件驱动的逆变器无电压传感器预测控制

为缓解T型三电平逆变器在应用模型预测控制时的计算负担，提高控制精度，同时降低传感器的使用成本，提出了基于事件驱动的无电压传感器预测控制。建立事件驱动采样机制代替传统的连续时间采样机制，根据相邻采样时刻被控量的状态误差函数设计事件驱动条件，以筛选冗余开关动作、减少预测计算；在此基础上，建立以电网电压为扰动项的改进扩张状态观测器以估计系统扰动误差并结合两步预测实时修正，实现了无电网电压传感器控制，保证了良好的控制精度。同时，分析了控制参数对系统性能的影响并设计控制参数的整定范围。仿真结果表明，改进方法在提高计算效率、降低器件开关频率的同时，能有效改善输出电流波形，提高动态响应速度。     

新型的点焊热膨胀电极位移法质量监控装置

本文详细介绍了所研制的点焊热膨胀电极位移法质量监控装置。该装置的信号检测系统分辩率高,可用于气缸滑动差的点焊机;所采用的控制方式充分考虑了热膨胀电极位移与点焊加热的相互关系,有效地克服了其它干扰因素对控制效果的影响,提高了控制精度。试验结果表明:在电网电压波动±10％、电极直径增大20％、分流或二次回路感抗变化时,采用该控制装置能有效地调整热输入,保证熔核尺寸稳定。     

一种新型电阻焊机恒电压控制策略

针对电焊杌焊接时恒压控制的工艺要求,研制了一种基于恒压控制策略的DSP全数字控制器,详细介绍了数字控制器的控制原理、控制器结构以及控制程序设计.该数字控制器主要基于对阻焊变压器一次电压的监控以及负载特性的变化,当电网电压在一定范围内波动时,仍能保证一次电压恒定.其控制主电路通过双向晶闸管控制其触发导通角从而改变其输出电压,数字控制器采用TMS320F2812实现.实验表明该方法能有效地控制焊接时输出的恒电压.达到满意的效果.     

氧化铝厂自备电厂系统运行稳定性分析

针对某海外氧化铝厂自备电厂联网运行时静态过程、暂态过程和孤网运行时可能出现的情况进行了稳定性分析,提出解决措施及技术改进建议,可指导后续运行工作。     

基于感应电压负反馈的数字化送丝系统

分析了受限单极式可逆PWM调速系统中电枢感应电压和旋转频率的关系,设计了基于DSP的数字化控制PWM调速送丝系统,通过采样电流断续时的电枢感应电压,采用数字PI方法调节PWM占空比,维持电枢感应电压恒定,实现送丝电机旋转频率恒定.该方法消除了负载电流对送丝速度的影响,具有和旋转频率负反馈相同的效果,但其结构和控制方法简单、成本较低.结果表明,电网电压波动以及送丝软管从平直状态到软管中部弯绕400mm一圈情况下,送丝速度变化率均小于±3%,满足标准规定的要求.     

冷带轧机液压AGC系统的MAC-PID串级控制

冷带轧机液压AGC系统的控制精度决定了冷轧带钢的成品精度,而目前现场的液压AGC系统主要采用PID控制。针对液压AGC系统,在其中的液压压下伺服系统中应用模型算法控制(MAC),同液压AGC系统厚度外环的PID控制相结合,形成MAC-PID串级控制。同时,进行了轧制试验,试验结果表明:所采用的MAC-PID串级控制算法实时性较好且易于实现,提高了成品带钢的板厚精度。     

交流脉冲MIG弧焊电源及弧长控制

AC PMIG的控制模式是一周一脉一滴，脉冲电流设计在电弧EP极性时间里，其余时间均为基值电流。弧焊电源一次逆变控制电流快速动态过程，二次逆变控制电弧极性。控制系统采用双闭环结构，内环模拟控制电弧电流，外环80C196KC单片机控制电弧电压及电弧极性。根据电弧电压偏差信号及电弧状态，设计了四个控制规则及其控制参数的计算方法。正常焊接状态时变频控制交流脉冲频率。采用这种控制方案，获得了稳定性高、熔滴过渡均匀的焊接过程。     

二次调节转速系统的串级模糊滑模控制

针对系统参数多变性和非线性的特点,采用串级模糊滑模控制策略,建立二次调节转速控制系统的数学模型.该控制策略充分结合了两种控制方法的优点.利用MATLAB软件进行仿真,并与串级PID控制仿真结果进行比较.结果表明,采用基于模糊自适应调节的滑模控制能够使系统具有更好的鲁棒性,系统的控制性能得到极大的提高,当系统参数发生变化时,能够保持较强的鲁棒性和抗干扰能力.     

波形控制CO2弧焊电源设计

针对CO2焊接工艺的特点,设计了一种实现波形控制的逆变弧焊电源,电源采用单片机控制,对焊接电压、焊接电流实时采样,可准确控制短路电流值.当短路发生后,电流先保持在一较低值,然后以指数规律上升,当检测到缩颈时,降低电流直到熔滴过渡后再燃孤;同时在燃孤阶段,控制燃弧电流的变化速度,保证充足的燃弧能量.以实现减小金属飞溅和改善焊缝成形.     

布谷鸟搜索耦合遗传算法的电液伺服系统模型预测控制设计

由于电液伺服系统的非线性导致PID控制难以对系统模型进行良好的预测控制,构建了由液压伺服阀和液压缸组成的电液伺服系统模型,并利用布谷鸟搜索算法(CSA)和遗传算法(GA)实现对电液伺服系统的模型预测控制(MPC)。依据连续状态空间模型建立了力识别模型,对液压缸和黑箱进行了数学建模。采用CSA和GA算法对MPC控制进行优化和参数整定,提高系统模型的稳定性和控制性能。对系统模型的外力、电压和振幅信号进行仿真实验,并与PID控制进行比较。结果表明:相比于PID控制,利用CSA和GA的MPC控制下外力的超调量降低了20%,电压的波动误差降低了1.5 V,振幅的跟踪稳态误差降低了50%。说明采用CSA和GA的MPC控制方法,提高了电液伺服系统的鲁棒性和稳定性,具有较高的跟踪精度并提升了系统的动态性能。