异步电动机无功补偿装置的研究

发布时间：2017-10-22 12:07

  本文关键词：异步电动机无功补偿装置的研究

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【摘要】：我国能源利用率比发达国家低得多,高效地使用能源已成为急需解决的问题。电力系统的功率因数是衡量电能充分使用的重要参数,提高功率因数可以降低线路损耗,有效利用供电设备容量,为用户本身节省电能,减少企业费用支出。所以,提高供电系统的功率因数具有重要意义。电机是一种应用量大,使用范围广的高耗能设备。其年耗电量约占工业用电的50%,但其使用效率比较低,提高异步电动机的功率因数是改善电力系统功率因数的有效途径之一。因此提高异步电动机的功率因数成为一个令人关注的热点,在节能减排的前提下,本文研究了一种绕组开放的异步电动机拓扑结构无功补偿的控制方法。本文首先阐明了异步电动机无功补偿的常用的几种方法、无功补偿发展历史和绕组开放的异步电动机拓扑结构驱动发展现状。然后研究了绕组开放的异步电动机的拓扑结构,并建立了该异步电动机数学模型。阐明了瞬时功率理论,重点分析了基于绕组开放的异步电动机拓扑结构的无功补偿工作原理。采用电压正弦脉宽调制(SPWM)技术,分析了SPWM的工作原理和实现方法。在MATLAB/SIMULINK仿真软件上搭建了绕组开放的异步电动机拓扑结构的无功补偿控制系统,对不同负载转矩下的系统进行了仿真,证明了该方法能有效对异步电动机进行无功补偿,功率因数接近单位1。在此基础上,设计了基于DSP的绕组开放的异步电动机拓扑结构无功补偿装置的硬件和软件。系统的硬件设计了主电路三相电压型PWM变换器、电源模块、电压检测采样电路,电流检测采样电路、驱动隔离电路和保护电路等。应用TI公司的TMS320F28335作为控制芯片,在开发环境CCS3.3中编写了C语言控制程序。调试了各子程序的功能,进行了空载实验,验证所设计的绕组开放的异步电动机拓扑结构无功补偿装置的可行性。
【关键词】：异步电动机 绕组开放 无功补偿 SPWM
【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
• abstract6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 课题研究背景及意义10-11
• 1.2 无功补偿装置的发展11-12
• 1.3 绕组开放结构的电机驱动发展现状12-14
• 1.4 本文研究的主要内容和全文安排14-16
• 第2章 绕组开放的异步电动机拓扑结构无功补偿基本原理16-33
• 2.1 异步电动机数学模型16-20
• 2.1.1 坐标变换16-18
• 2.1.2 异步电动机ABC坐标系下数学模型18-20
• 2.2 瞬时功率的定义20-22
• 2.3 异步电动机无功补偿的基本原理及控制方法22-27
• 2.3.1 异步电动机无功补偿的基本原理22-26
• 2.3.2 无功补偿的控制方法26-27
• 2.4 电压正弦脉宽调制(SPWM)技术27-31
• 2.4.1 SPWM生成方法27-30
• 2.4.2 SPWM的微机算法30-31
• 2.5 本章小结31-33
• 第3章 绕组开放的异步电动机拓扑结构无功补偿仿真研究33-49
• 3.1 电机参数的测量33-36
• 3.1.1 空载试验33-35
• 3.1.2 短路试验(堵转试验)35-36
• 3.2 绕组开放异步电机的MATLAB建模仿真36-39
• 3.3 绕组开放的异步电动机拓扑结构无功补偿仿真39-48
• 3.4 本章小结48-49
• 第4章 无功补偿装置硬件电路设计49-57
• 4.1 无功补偿装置硬件电路的整体结构49
• 4.2 控制芯片的选取49-50
• 4.3 主电路PWM变换器的设计50-51
• 4.4 驱动隔离电路的设计51
• 4.5 电源电路的设计51-53
• 4.6 检测采样电路53-56
• 4.6.1 电流检测采样电路53-55
• 4.6.2 电压检测采样电路55-56
• 4.7 本章小结56-57
• 第5章 无功补偿装置软件设计及空载实验结果57-69
• 5.1 系统主程序设计57-58
• 5.2 片上外设初始化58-59
• 5.3 SPWM在DSP上的实现59-61
• 5.4 AD采样子程序61-64
• 5.5 PI控制子程序64-65
• 5.6 系统硬件实物图65-67
• 5.7 空载实验67-68
• 5.8 本章小结68-69
• 总结与展望69-70
• 参考文献70-74
• 致谢74-75
• 作者简介75

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 尚磊;孙丹;胡家兵;贺益康;;三相电压型并网逆变器预测直接功率控制[J];电工技术学报;2011年07期

2 贺红艳;;SVC动态无功补偿在贵州电网应用的可行性研究[J];贵州工业大学学报(自然科学版);2008年03期

3 孙丹;林斌;俞金云;;开绕组电机控制系统的共模电压抑制方法研究[J];机电工程;2013年09期

4 苏雪莲;浅析数字信号处理器(DSP)的发展[J];微电子技术;1997年06期

5 梁伟恩;付翔;杨军;;开关电源中RC缓冲电路的设计[J];电子元器件应用;2010年06期

中国硕士学位论文全文数据库 前4条

1 魏敬一;电机参数的微机自动测试系统的硬件研究[D];大连海事大学;2003年

2 万翔;大型绕线式异步电动机的静止进相器研究[D];西安理工大学;2005年

3 龚慧军;混合动力汽车电机控制和动力系统参数匹配研究[D];湖南大学;2009年

4 李贺龙;基于双逆变器的开放式绕组感应电机矢量控制系统的研究[D];哈尔滨工业大学;2012年

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本文编号：1078269