大型同步電機(jī)靜止變頻器軟起動(dòng)控制系統(tǒng)研究.pdf

1、交流同步電機(jī)因其功率因數(shù)可調(diào)、電機(jī)效率高等優(yōu)點(diǎn),在工業(yè)大功率場(chǎng)合中得到廣泛應(yīng)用。尤其對(duì)于鋼鐵冶煉行業(yè),高轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的大型同步電動(dòng)機(jī)已成為生產(chǎn)過程中的重要設(shè)備。隨著鋼鐵行業(yè)的發(fā)展,同步電機(jī)因起動(dòng)困難引起的大量能源消耗問題越來越受到關(guān)注。大型同步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)方式中,靜止變頻軟起動(dòng)具有不可比擬的優(yōu)勢(shì),而目前國(guó)內(nèi)靜止變頻器市場(chǎng)主要被國(guó)外幾個(gè)廠家占據(jù)。因此,研究大型同步電動(dòng)機(jī)靜止變頻軟起動(dòng)裝置將具有非常大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)價(jià)值。
　　本文主要針對(duì)

2、交直交結(jié)構(gòu)的靜止變頻器軟起動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究。同步電機(jī)靜止變頻調(diào)速系統(tǒng)屬于自控式變頻系統(tǒng),其控制系統(tǒng)主要包括轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)控制、逆變器晶閘管換流控制及轉(zhuǎn)子位置和轉(zhuǎn)速的檢測(cè)三個(gè)部分。本文首先通過分析電流源型負(fù)載換相變頻器供電的同步電機(jī)定轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)關(guān)系,介紹了同步電機(jī)靜止變頻軟起動(dòng)原理及系統(tǒng)工作特性,并對(duì)起動(dòng)過程中逆變器晶閘管的脈沖換相法和自然換相法進(jìn)行了討論。其次,建立了同步電機(jī)在兩相同步坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,并推導(dǎo)出靜止變頻調(diào)速系統(tǒng)的傳遞

3、函數(shù)模型,在此基礎(chǔ)上,完成轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì),并對(duì)轉(zhuǎn)速環(huán)積分飽和問題進(jìn)行了改善分析。針對(duì)起動(dòng)過程中晶閘管的換流控制問題,本文對(duì)常用的三種換相超前角控制策略進(jìn)行了討論,指出其本質(zhì)上的異同及運(yùn)行過程中應(yīng)注意的問題。然后,對(duì)轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)方法進(jìn)行了分析與設(shè)計(jì),并分別確定了高低速時(shí)不同的實(shí)現(xiàn)方案,最終完成整個(gè)控制系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)。
　　最后,通過Matlab/Simulink軟件平臺(tái)及低壓樣機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證