異步電機(jī)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(jī)已經(jīng)成為目前主要的動(dòng)力設(shè)備。異步電機(jī)在額定負(fù)載附近，不僅具有良好的機(jī)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(jī)的效率會(huì)明顯下降，存在嚴(yán)重的能源浪費(fèi)。本課題旨在研究一種帶有負(fù)載跟隨功能的節(jié)能變頻控制系統(tǒng)。
　　 論文首先對(duì)異步電機(jī)在變頻調(diào)速下的能耗進(jìn)行深入分析，探究造成各項(xiàng)損耗的原因，并得到異步電機(jī)可控?fù)p耗與定子電壓之間的關(guān)系，為異步電機(jī)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(jī)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(jī)功率因數(shù)和效率值與負(fù)載率之間的關(guān)系，設(shè)計(jì)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(fù)載情況進(jìn)行效率優(yōu)化，響應(yīng)時(shí)間短但不能保證電機(jī)運(yùn)行于最佳工作點(diǎn)；利用黃金分割算法設(shè)計(jì)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(jī)效率的最優(yōu)化，但是搜索時(shí)間較長(zhǎng)，不適用于負(fù)載變化頻繁的場(chǎng)合；結(jié)合上述兩種控制方

3、案各自的優(yōu)勢(shì)，論文設(shè)計(jì)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(yùn)行于效率最優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)控制時(shí)間變短，保證了對(duì)負(fù)載的快速跟蹤。
　　 根據(jù)上述控制策略，論文設(shè)計(jì)并完成了異步電機(jī)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(dòng)電路板、核心控制板、檢測(cè)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(duì)快速性和實(shí)時(shí)性要求的同時(shí)保證了系統(tǒng)的可靠性和靈活性；電源及驅(qū)動(dòng)電路板采用開關(guān)電源電路設(shè)計(jì)的方式滿足了系統(tǒng)對(duì)多路隔離直流電源的需求，并設(shè)計(jì)合理的驅(qū)動(dòng)電路實(shí)現(xiàn)對(duì)IGBT快速可靠的隔離驅(qū)動(dòng)；同時(shí)設(shè)計(jì)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(jì)的硬件系統(tǒng)運(yùn)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(duì)DSP和CPLD的編程，完成了包括電機(jī)軟起動(dòng)、電機(jī)變頻調(diào)速、電流和功率等相關(guān)量的測(cè)量與計(jì)算、故障綜合處理、