变频技术与装置应用若干问题的探讨

20世纪80年代,作为变频技术核心的PWM模式优化问题吸引着人们的浓厚兴趣,并得出诸多优化模式。而由于VVVF变频、矢量控制变频、直接转矩控制变频输入功率因数低,谐波电流大,直流回路需要较大的储能电容以及再生能量不能反馈电编者按:20世纪80年代,作为变频技术核心的PWM模式优化问题吸引着人们的浓厚兴趣,并得出诸多优化模式。而由于VVVF变频、矢量控制变频、直接转矩控制变频输入功率因数低,谐波电流大,直流回路需要较大的储能电容以及再生能量不能反馈电网,矩阵式交-交变频应运而生。与此同时,变频装置的推广应用也带来了谐波、电磁干扰和电源系统功率因数下降等问题。在当今面临能源危机的条件下,节能降耗不仅有近期的直接经济效益,更有着长远的社会效益,而变频器作为节能应用中越来越重要的自动化设备,也得到了快速的发展和应用。针对变频技术与装置应用方面还存在很多值得讨论的话题,从不同的角度也产生出不同的观点。本刊特邀请行业专家、设计与制造单位的技术人员就相关问题提出看法和展开讨论,希望能给广大读者带来有益的参考,也欢迎感兴趣的读者与行业人士积极参与。     

浅谈负载发电和变频制动的方式

阐述了能耗制动,回馈到共用直流母线方式的制动,回馈到交流电网的制动3种典型制动方式的工作原理,以及应用范围和优缺点。     

异步电机矢量控制变频调速系统的仿真研究

矢量控制技术已经成为异步电机一种主要的控制方式,目前更是高性能异步电机变频调速系统的主要方法。根据异步电动机矢量控制的基本原理,基于M atlab/S imu link软件搭建了按转子磁场定向的矢量控制系统的仿真模型,分析了给定转速突变和突加负载时电机的运行情况,并给出了转速、转矩、电流的仿真波形,验证了模型的正确性,结果表明所建立的调速系统具有良好的动态性能,实现了系统的解耦控制。     

张燕宾讲变频(三)变频器制动电阻的选择误区

常常有用户抱怨说:明明是按照变频器的说明书选购的制动电阻和制动单元,为什么会烧制动电阻?有的时候制动转矩不足?是不是说明书有误?     

无速度传感器矢量控制变频调速器的研究

介绍一种产品化的无速度传感器矢量控制调速系统，讨论了磁场定向、速度估计、参数自测量、死区时间补偿、ＰＷＭ调制等无速度传感器矢量控制系统中的关键技术，并对系统的整体性能进行了分析。     

高压大功率电动机变频控制参数选择与计算

分析了变频器在拖动大电机条件下安全运行的主要问题,提出了关键参数的选择和计算的新方法,实验结果验证了该方法的正确性和有效性.     

无速度传感器控制矿用电力机车牵引变频调速器

基于异步电机的定子磁场定向控制模型,研制了无速度传感器控制矿用电力机车牵引变频调速器,选用高性价比的M16C系列MCU作为主控单元,采用PWM死区补偿及速度和励磁电流闭环控制,输出电流谐波小,起动力矩大,成功地用于煤矿10吨架线式矿用电机车的牵引控制。采用变频调速牵引代替了原来普遍使用的调阻电机车和直流斩波电机车,提高了生产效率,大大减小了能耗,降低了机车维修及损耗材料费用。     

变频器选型中的几个问题

讨论了在变频器选型中应注意的事项与门题,从大中功率节能调速的合理电压等级、高性能调速系统中的矢量控制与直接转矩控制、有速度传感器及无速度传感器系统、矩阵式变频器及其前景等几个方面详细展开。     

桥式起重机矢量变频调速电源

桥式起重机用量大，而传统的调速电源系统比较落后。采用变频电源技术先进，起吊平稳安全，节能。主要介绍桥式起重机矢量变频调速系统方案。     

基于矢量控制的永磁同步电动机回馈制动的仿真与研究

在分析永磁同步电动机的制动过程和矢量控制理论的基础上,提出了基于矢量控制算法来实现永磁同步电动机的回馈制动。在分析永磁同步电动机回馈制动实现的前提条件时,考虑到传统的电流滞环控制方式无法实现电能的回馈,又提出了一种全新的电流滞环控制策略。而后在Matlab/Simulink中搭建了整个系统的数学模型,并从仿真结果验证了基于矢量控制的永磁同步电动机回馈制动的可行性。     

煤矿直流架线电机车变频驱动装置

针对传统电机车控制系统串联电阻调速时消耗能量大、效率低的缺点,设计了以DSP为控制核心的直流架线电机车的调速系统.从变频器的结构、控制原理、软硬件设计及控制策略方面,对变频电机车的控制系统作了介绍.以DSP T320F2407为核心,研制出了电机车变频驱动装置,实现了电流、速度、位置三闭环的高性能直流架线电机车变频驱动装置.经过在实验室数据测试分析和现场使用,结果表明,该驱动装置性能稳定良好,维护工作量明显减小,可靠性完全达到工业恶劣环境的要求,并能够较好地解决传统电机车效率低的问题.     

变频调速在双电机同步传动中的应用

在许多大功率拖动系统中,双电机同步传动很好地解决了因单电机功率不足而出现的拖动问题。在两台电机同步拖动的过程中保持输出功率平衡,防止单电机过载而烧坏电机是双电机同步传动中最为核心的问题之一。针对基于刚性联接的双电机同步传动中的功率分配问题提出一种新的控制方案。采用主从控制方式对两台电机分别控制,主电机速度闭环,用基于状态观测器的无速度传感器矢量控制;从电机用直接转矩控制。使从电机转矩跟随主电机输出转矩,在同步传动中确保功率平衡。提出了双电机同步传动的Mat- lab模型搭建方法,并对整个控制系统进行了仿真,结果表明转矩跟踪精度高,系统动静态性能比较好。     

双馈电机直接转距控制低频特性研究

双馈发电机以其独特的技术优势已经成为并网发电的主力机型.在对双馈发电机的励磁控制中.直接转距控制(DTC)技术已成为主要控制策略.针对DTC面对的低频励磁电流畸变、输出转距脉动等问题,采用空间电压矢量细分技术对DTC技术进行了改进,并从仿真和实验两方面进行了论证.研究结果表明,采用该方案可以改善DTC的低频性能.     

内置式永磁同步电机直接转矩控制系统电压矢量选择策略

分析了永磁同步电机直接转矩控制系统中电压矢量对定子磁链幅值和转矩角的影响,并分析了施加电压矢量后转矩的动态变化,得出了电压矢量选择策略,给出了传统开关表无法满足转矩控制的原因,并提出一种增加可用电压矢量的简单方法,优化开关表抑制转矩脉动.仿真结果验证了理论分析.     

步进电机微步恒力矩驱动

为消除步进电机微步驱动中的力矩波动,本文得出了一种能补偿电机谐波力矩和互力矩的驱动电流表达式,使用这种电流波形和带电流负反馈的脉冲宽度调制驱动方式组成了微处理器控制的微步驱动器。实验结果表明它能减小电机步距角,消除电机共振,使普通步进电机在0.25～2500r/min转速范围内平稳运行。     

煤气加压站变频调速计算机控制系统

在分析煤气加压站原系统控制性能不足的基础上，提出了变频调速计算机控制系统的改造方案，并对闭环恒压控制系统的硬件组成以及软件各部分的主要控制思想进行介绍，同时针对调试中出现的问题在理论分析的基础上给出了解决办法。     

多机系统超低频振荡稳定分析与调速器参数优化

云南电网与南方电网实施异步联网后出现了长时间的超低频振荡。基于奈奎斯特矢量裕度对超低频振荡的机理进行了分析。结果表明,水轮机传递函数存在右半平面零点使水电机组相位在振荡频率附近大幅滞后是引起超低频振荡的主要原因。为了避免切除调速器使跟踪性能下降,提出了一个考虑鲁棒稳定约束下最大化跟踪性能的调速器参数频域优化方法。该方法同时满足了多个方式的稳定需求,且可同时对多个机组调速器进行优化。分析与优化方法的有效性通过云南电网算例得到了验证。     

一种基于模糊逻辑的直接转矩控制算法

介绍了一种新颖的基于模糊逻辑的直接转矩控制算法,该算法利用电机转矩偏差和定子磁链偏差,运用模糊逻辑控制器动态地得到所期望的空间电压矢量,再结合空间矢量调制技术实现对异步电机的控制.该算法结构简单,可大大减小转矩脉动和磁链脉动.仿真结果证实了该算法的有效性.     

直流架线式矿用电机车变频调速控制系统的设计

矿山特殊的环境对电机车牵引系统有带载能力强、起动力矩大、稳定性好等要求.根据矿山的实际情况,设计了一种基于无速度传感器和矢量控制算法的交流矿用电机车变频调速系统,试验验证该系统能满足矿山牵引的需要,具有良好的鲁棒性.     

火电机组一次调频功能及试验方法

介绍火电机组一次调频系统的主要功能,根据华北电网对一次调频功能的要求,具体分析一次调频系统在单元机组控制中的逻辑实现,提出不同控制方式下一次调频功能的试验方法。