異步電機混合效率優(yōu)化控制系統(tǒng)的開發(fā).pdf

1、隨著變頻調(diào)速技術(shù)的不斷發(fā)展和日益完善，異步電機已經(jīng)成為目前主要的動力設(shè)備。異步電機在額定負載附近，不僅具有良好的機械特性，而且能夠獲得良好的功率因數(shù)和效率值。但是在輕載條件下異步電機的效率會明顯下降，存在嚴(yán)重的能源浪費。本課題旨在研究一種帶有負載跟隨功能的節(jié)能變頻控制系統(tǒng)。
　　 論文首先對異步電機在變頻調(diào)速下的能耗進行深入分析，探究造成各項損耗的原因，并得到異步電機可控損耗與定子電壓之間的關(guān)系，為異步電機的效率優(yōu)化控制提供了理

2、論依據(jù)。接著在能耗分析的基礎(chǔ)上深入研究了異步電機在變頻調(diào)速條件下的效率優(yōu)化控制策略，根據(jù)異步電機功率因數(shù)和效率值與負載率之間的關(guān)系，設(shè)計了最佳調(diào)整電壓控制策略，仿真結(jié)果表明該控制策略能夠迅速根據(jù)負載情況進行效率優(yōu)化，響應(yīng)時間短但不能保證電機運行于最佳工作點；利用黃金分割算法設(shè)計了在線搜索的效率優(yōu)化控制策略，仿真結(jié)果表明基于搜索算法的效率優(yōu)化控制策略能夠?qū)崿F(xiàn)電機效率的最優(yōu)化，但是搜索時間較長，不適用于負載變化頻繁的場合；結(jié)合上述兩種控制方

3、案各自的優(yōu)勢，論文設(shè)計了基于最佳調(diào)整電壓和在線搜索的混合效率優(yōu)化控制策略，通過仿真證明該控制策略不僅能夠使系統(tǒng)運行于效率最優(yōu)點，同時控制時間變短，保證了對負載的快速跟蹤。
　　 根據(jù)上述控制策略，論文設(shè)計并完成了異步電機效率優(yōu)化變頻調(diào)速控制的硬件系統(tǒng)。系統(tǒng)主電路由電壓型整流電路和逆變電路組成，系統(tǒng)的控制電路主要由電源及驅(qū)動電路板、核心控制板、檢測電路板以及其他輔助電路等構(gòu)成。其中核心控制板以DSP和CPLD為處理單元，在滿足系統(tǒng)

4、對快速性和實時性要求的同時保證了系統(tǒng)的可靠性和靈活性；電源及驅(qū)動電路板采用開關(guān)電源電路設(shè)計的方式滿足了系統(tǒng)對多路隔離直流電源的需求，并設(shè)計合理的驅(qū)動電路實現(xiàn)對IGBT快速可靠的隔離驅(qū)動；同時設(shè)計其他輔助電路以保證系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性。通過系統(tǒng)調(diào)試，所設(shè)計的硬件系統(tǒng)運行穩(wěn)定，能夠滿足效率優(yōu)化變頻控制系統(tǒng)的要求。
　　 最后通過對DSP和CPLD的編程，完成了包括電機軟起動、電機變頻調(diào)速、電流和功率等相關(guān)量的測量與計算、故障綜合處理、