一种异步电动机无功功率补偿方法的研究

发布时间：2017-10-15 09:04

  本文关键词：一种异步电动机无功功率补偿方法的研究

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【摘要】：现代社会中电能有着不可替代的作用,电力系统的功率因数是衡量电能利用程度的重要参数,提高功率因数具有重要的意义,可以提高发电设备的有功输出效率,减小电能在线路中的损耗,提高企业的效益等。异步电机广泛的应用于工业生产中,且属于高耗能产品,功率因数一般较低,工业领域电机的总用电量约占工业总用电量的75%,因此通过改善电机的功率因数可以作为改善电网功率因数的途径之一,本文研究了一种提高异步电动机功率因数的方法。本文针对电机绕组开放结构设计了一种提高功率因数的方法,根据对真实电机的实测数据建立了该感应电机的数学模型,并利用MATLAB软件仿真验证了所建立的感应电机模型的正确性；在研究目前常用的无功补偿方法以及瞬时功率理论分析的基础上,对电机绕组开放结构进行分析,推导出感应电机绕组开放结构下的无功补偿系统的数学模型,设计了功率因数补偿的控制方法,并利用MATLAB /SIMULINK软件对所设计的控制方法进行仿真,仿真结果表明在理论上可以使感应电机功率因数达到1,从而验证了所设计的补偿方法的可行性。以TMS320F28335 DSP(Digital Signal Processing)为控制核心,设计并制作出包括三相PWM(Pulse Width Modulation)变换器电路、触发电路、电流检测电路、电压检测电路、控制电源电路、保护电路等功能模块的感应电机功率因数补偿实验系统,并以控制定子无功电流等于零为控制思想对系统进行程序设计。实验结果表明,所设计的功率因数补偿方法能够提高所控电机的功率因数,该补偿方法在实际应用中是可行的。
【关键词】：无功功率补偿 异步电动机 无功电流 开绕组 MATLAB
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM343
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 研究背景及意义9-11
• 1.1.1 研究背景9-10
• 1.1.2 研究意义10-11
• 1.2 电机无功功率补偿的发展历程11-14
• 1.2.1 传统无功补偿方式11-12
• 1.2.2 新型无功补偿方式12-14
• 1.3 本文的主要研究内容14-16
• 第2章 无功补偿的拓扑结构以及原理分析16-27
• 2.1 功率因数及瞬时功率的定义16-20
• 2.1.1 电力系统功率因数的定义16-17
• 2.1.2 瞬时功率的定义17-20
• 2.2 基于瞬时功率的补偿原理分析20-26
• 2.2.1 无功功率补偿装置的拓扑结构21-22
• 2.2.2 基于旋转坐标系的无功补偿原理分析22-23
• 2.2.3 基于开绕组电机等效模型的原理分析23-26
• 2.3 本章小结26-27
• 第3章 基于MATLAB无功补偿设计方案的仿真分析27-47
• 3.1 MATLAB软件选取27
• 3.2 开绕组电机模型建立27-36
• 3.2.1 磁链方程28-30
• 3.2.2 电压方程30-32
• 3.2.3 转矩方程32-33
• 3.2.4 运动方程33
• 3.2.5 开绕组电机模型验证33-36
• 3.3 MATLAB中系统的控制方法设计36-45
• 3.3.1 控制系统设计36-39
• 3.3.2 控制系统的仿真与结果39-45
• 3.4 本章小结45-47
• 第4章 系统的硬件设计47-58
• 4.1 功率控制装置设计的整体思路47-48
• 4.2 主电路硬件设计48-51
• 4.3 控制电路硬件设计51-57
• 4.3.1 触发电路设计51-52
• 4.3.2 电流、电压检测电路52-56
• 4.3.3 直流电源设计56-57
• 4.4 本章小结57-58
• 第5章 系统的程序设计及硬件系统调试58-66
• 5.1 程序设计的整体思路58
• 5.2 主程序设计58-59
• 5.3 DSP相关模块的设置59-62
• 5.3.1 ADC程序的设计59-61
• 5.3.2 ePWM模块设置61-62
• 5.4 硬件系统实验62-65
• 5.4.1 硬件电路实物图62-64
• 5.4.2 系统带载实验结果分析64-65
• 5.5 本章小结65-66
• 结论与展望66-67
• 参考文献67-70
• 致谢70-71
• 作者简介71

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 刘进军,王兆安;基于旋转空间矢量分析瞬时无功功率理论及其应用[J];电工技术学报;1999年01期

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 刘敬s，

本文编号：1036242