【摘要】：隨著國(guó)家和社會(huì)對(duì)于環(huán)保和節(jié)能的重視程度日趨提高,對(duì)于電機(jī)節(jié)能領(lǐng)域提出了新的要求,同時(shí)對(duì)于電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的性能要求也越來越高。感應(yīng)電機(jī)由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便、價(jià)格便宜等優(yōu)勢(shì)在永磁同步電機(jī)及各種新型電機(jī)頻出的大環(huán)境下仍占有一席之地,在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中使用廣泛。目前,在一些對(duì)起動(dòng)性能要求較高的工況下仍然使用繞線式感應(yīng)電機(jī),如大型風(fēng)機(jī)、球磨機(jī)等,它們普遍存在控制技術(shù)落后、設(shè)備老舊等問題。本文針對(duì)這些問題,以設(shè)備改造為目的,基于繞線式感應(yīng)電機(jī)的變頻調(diào)速系統(tǒng)提出最優(yōu)能效控制策略。首先,本文對(duì)樣機(jī)參數(shù)進(jìn)行了離線辨識(shí),重新計(jì)算了實(shí)驗(yàn)樣機(jī)參數(shù)并將節(jié)能控制方式分為起動(dòng)和穩(wěn)態(tài)運(yùn)行兩部分展開論述。本文在起動(dòng)方面采用轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng),對(duì)最佳起動(dòng)電阻進(jìn)行了計(jì)算分析和仿真驗(yàn)證,總結(jié)串電阻起動(dòng)方式的不足之處提出轉(zhuǎn)子側(cè)無沖擊并網(wǎng)起動(dòng)方式并進(jìn)行了仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。其次,本文在運(yùn)行節(jié)能控制方式上分為轉(zhuǎn)子側(cè)和定子側(cè)節(jié)能兩部分展開論述。在轉(zhuǎn)子側(cè)節(jié)能方式的選擇上,本文總結(jié)了轉(zhuǎn)子無沖擊起動(dòng)方式的利弊,提出了基于變頻調(diào)速的轉(zhuǎn)子側(cè)經(jīng)濟(jì)型調(diào)速模式,分析其基本原理及投切操作技術(shù),并進(jìn)行了仿真分析以及調(diào)速系統(tǒng)的整體硬件電路設(shè)計(jì)。本文詳細(xì)分析了串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的基本原理、動(dòng)態(tài)過程和容量變化規(guī)律,針對(duì)電壓型PWM斬波串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行了電路參數(shù)計(jì)算與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),并通過仿真分析驗(yàn)證了參數(shù)的可行性。通過與轉(zhuǎn)子側(cè)經(jīng)濟(jì)性調(diào)速相比較,本文提出了基于轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速的最優(yōu)能效控制策略。最后,在定子側(cè)節(jié)能方式的選擇上,本文對(duì)比轉(zhuǎn)子側(cè)最優(yōu)能效控制方式,設(shè)計(jì)并計(jì)算了最佳磁鏈控制系統(tǒng),并通過仿真得出了其節(jié)能區(qū)間;在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)并計(jì)算了最佳電壓控制方式,對(duì)比兩者的節(jié)能區(qū)間提出基于負(fù)載分區(qū)的定子側(cè)最優(yōu)能效控制策略。
【圖文】：

表 2.1 參數(shù)辨識(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)果Tab. 2.1 Result of parameters identification experime轉(zhuǎn)子相電阻(Ω) 勵(lì)磁電抗(Ω) 1.24 78.5 析[31]一書給出的鼠籠式感應(yīng)電機(jī)計(jì)算步驟，，計(jì)繞組參數(shù)與定轉(zhuǎn)子槽結(jié)構(gòu)，經(jīng)能耗驗(yàn)算反搭建 Ansoft 仿真建模，并計(jì)算電機(jī)的電感，部分計(jì)算過程見附錄 A。rt 中的感應(yīng)電機(jī)模型默認(rèn)為轉(zhuǎn)子鼠籠式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果，因此將整個(gè)電機(jī)模型先由 AutoC Maxwell 中進(jìn)行計(jì)算驗(yàn)證。采用 2D 模型是機(jī)電磁計(jì)算 2D 模型的準(zhǔn)確度更高。電機(jī)采，定轉(zhuǎn)子沖片及電機(jī)分相如圖 2.3 所示。

圖 2.4 繞線式感應(yīng)電機(jī)磁力線圖Fig. 2.4 Magnetic flux graph of winding induction motor圖 2.5 繞線式感應(yīng)電機(jī)磁密云圖Fig. 2.5 Magnetic cloud graph of winding induction motor場(chǎng)下的后處理求得電機(jī)的電感矩陣，如圖 2.6 所示小于實(shí)際測(cè)量結(jié)果，主要是由于仿真時(shí)簡(jiǎn)化較多，搭建定轉(zhuǎn)子外電路如圖 2.7 所示，認(rèn)為轉(zhuǎn)子為短路起動(dòng)性能進(jìn)行仿真，結(jié)果如圖 2.8~2.9 所示。
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM346

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2617775