双馈电动机恒速负载跟踪节能技术研究

【摘要】：电动机作为一种将电能转化为机械能的动力装置，在工农业生产中起到重要作用，但电机的能耗也非常显著，因此，电动机的能耗控制对经济社会的发展具有重要意义。双馈电动机兼有交流异步电机和同步电机的特点，在工农业生产中得到广泛应用，在电机节能控制系统中具有广阔的应用前景。本文以双馈电动机为研究对象，研究与其相关的节能控制技术，研究内容如下： 首先，根据双馈电动机的工作原理和数学模型，分析双馈电机的运行特点和电机转子励磁控制特性，研究了双馈电动机跟踪负载变化实现节能运行的控制策略，为全文的研究奠定了理论基础。 其次，针对于双馈电机转子励磁的控制特点，研究了常用的逆变控制算法，通过对算法的对比，选择SVPWM控制算法作为本课题的转子励磁控制的逆变算法，同时完成了基于DSP（TMS320F2812）的励磁控制器硬件电路设计，控制器的逆变输出电压，输出频率以及输出初相位可连续调节，满足为双馈电动机转子励磁的要求。 设计双馈电动机负载跟踪控制系统的硬件平台，并利用该实验平台进行双馈电动机的相关控制实验的研究，并对实验数据进行分析，验证了双馈电动机的转子励磁特性、电机的恒速特性以及负载跟踪控制策略的正确性，同时验证了实验系统的稳定性。 理论研究和实验结果表明，所提出的双馈电动机负载跟踪节能控制策略是可行的，可实现对双馈电机变频控制，跟踪负载变化调节电机功率因数，使电机向电网馈送无功功率，进行功率补偿，对于提高电网的运行效率，实现双馈电动机节能控制具有重要意义，具有广泛的应用前景。 【关键词】：双馈电动机 节能 负载跟踪 SVPWM
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM301.2
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-15
• 1.1 课题研究的背景及意义11-12
• 1.2 双馈电机控制技术国内外研究现状12-13
• 1.3 本课题研究的主要内容13-15
• 第二章 双馈电动机节能控制技术研究15-25
• 2.1 双馈电动机工作原理与控制模型15-20
• 2.1.1 双馈电机的工作原理15-16
• 2.1.2 双馈电机的数学模型16-19
• 2.1.3 双馈电机的 V 形调节曲线19-20
• 2.2 双馈电动机负载跟踪节能控制技术20-24
• 2.2.1 负载对双馈电动机运行的影响20-21
• 2.2.2 双馈电动机负载跟踪控制策略21-22
• 2.2.3 双馈电机负载跟踪控制策略控制过程22-24
• 2.3 本章小结24-25
• 第三章 双馈电动机转子励磁控制技术研究25-46
• 3.1 双馈电动机转子励磁控制算法25-33
• 3.1.1 SPWM 逆变控制原理与算法25-27
• 3.1.2 TPWM 逆变控制原理与算法27-29
• 3.1.3 SVPWM 逆变控制原理与算法29-33
• 3.2 双馈电机转子励磁控制器设计33-40
• 3.2.1 双馈电机转子励磁控制器设计方案33-34
• 3.2.2 励磁控制器的主电路设计34-35
• 3.2.3 励磁控制器驱动电路设计35-36
• 3.2.4 直流母线电压检测电路设计36-37
• 3.2.5 基于 DSP 的 SVPWM 算法实现37-40
• 3.3 转子励磁控制器输出参数调节40-45
• 3.3.1 励磁控制器输出电压调节40-41
• 3.3.2 励磁控制器输出频率调节41-43
• 3.3.3 励磁控制器输出相位调节43-45
• 3.4 本章小结45-46
• 第四章 双馈电机恒速负载跟踪控制系统研究46-57
• 4.1 双馈电机恒速负载跟踪控制系统结构46-47
• 4.2 双馈电机相关运行参数检测47-52
• 4.2.1 定子电压检测47-49
• 4.2.2 定子电流检测49-50
• 4.2.3 功率因数检测50-51
• 4.2.4 励磁馈入点检测51-52
• 4.3 双馈电机负载跟踪控制系统软件流程52-56
• 4.3.1 负载跟踪软件控制流程52-54
• 4.3.2 功率因数计算软件流程54-55
• 4.3.3 转子频率计算软件流程55-56
• 4.4 本章小结56-57
• 第五章 双馈电机恒速负载跟踪节能实验分析57-69
• 5.1 双馈电机起动实验57-59
• 5.1.1 双馈电机起动方式的选择57-58
• 5.1.2 双馈电机起动实验条件与数据分析58-59
• 5.2 双馈电机转子励磁实验59-61
• 5.2.1 双馈电机转子励磁馈入点检测59-60
• 5.2.2 双馈电机转子励磁实现60-61
• 5.3 双馈电动机恒速特性实验61-63
• 5.3.1 双馈电机恒速特性实验条件61
• 5.3.2 双馈电机转子励磁变频调速实验数据与分析61-63
• 5.4 双馈电动机功率因数调节实验63-65
• 5.4.1 双馈电动机功率因数调节实验条件63
• 5.4.2 双馈电动机功率因数控制实验数据与分析63-65
• 5.5 双馈电动机负载跟踪控制实验65-68
• 5.5.1 双馈电动机负载跟踪控制实验条件65
• 5.5.2 双馈电动机负载跟踪控制实验数据与分析65-68
• 5.6 本章小结68-69
• 第六章 结论69-70
• 参考文献70-72
• 附录A 双馈电动机恒速负载跟踪控制系统硬件实物图72-73
• 在学研究成果73-74
• 致谢74

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