矿热炉短网无功补偿控制器的设计与仿真

发布时间：2020-05-16 05:01

【摘要】：矿热炉短网无功功率补偿过程,是铁合金行业节能控制技术的一个重要环节。如果不解决矿热炉工作运行时影响供电网中无功功率损耗等问题,那么,供电网就会出现工作不正常,最终会导致矿热炉能耗增大,效率降低。本文对矿热炉短网结构进行了重新设计。首先,并对新结构短网参数进行了理论分析计算,基于对称分量法计算出负序电流,利用脉冲宽度调制(PWM)控制晶闸管触发角的大小。然后,对采集到的负序电流做傅里叶变换,从中提取出基波分量,并计算出补偿电纳值。最后,在供电网中采用TCR+TSC混合电路控制系统的负序电流的变化完成无功补偿。由数字信号处理器完成晶闸管触发角控制。所有数据计算在数字信号处理器中完成。通过仿真计算证明了短网的设计合理性。硬件部分主要采用美国TI公司生产的TMS320LF2407A DSP微控制器作为控制系统主体,实现低成本无功功率的快速、准确补偿。首先,将采集到的电压和电流值通过采样电路送到DSP的模数转换器(A/D)中,经A/D转换后输出到工控机中。然后,通过工控机计算得到晶闸管触发角并反馈给DSP,根据返回数值发出脉冲宽度调制波,经过晶闸管触发电路控制补偿导纳。软件部分采用三次样条插值逼近方法来确定补偿控制触发角,驱动投切和连续调节晶闸管相角,在保证不产生投切振荡的情况下,实现矿热炉短网无功功率补偿。通过比较参考文献中的各种无功功率补偿器算法的性能和指标,我们确立了以晶闸管投切电容器(TSC)为主,晶闸管控制电抗器(TCR)为辅的混合无功补偿控制系统。首先,阐述了系统工作原理。然后,基于平台软件MATLAB中的Simulink,对硬件电路的补偿控制功能进行了仿真计算。最终,完成矿热炉短网无功补偿控制器的设计与仿真工作。
【图文】：

原理图,原理图,电容器,断路器开关

1-1 TCR 型补偿器原理图图 1-2 TSC 型补偿器原理图表 1-3 TSC 型动态无功补偿方式特点序号特点1 晶闸管开关无触点，设备寿命大大提高；2根据电网无功的需求适当补偿电容器，节省了电能，提高了能质量；3 电容器是无过渡过程投切，不产生谐波，对原电网的干扰小前，常用的两种无功补偿装置控制方式是采用断路器开关和采用晶这两种装置的特性比较见表 1-4 所示[3]。

原理图,原理图,电容器,断路器开关

1-1 TCR 型补偿器原理图图 1-2 TSC 型补偿器原理图表 1-3 TSC 型动态无功补偿方式特点序号特点1 晶闸管开关无触点，设备寿命大大提高；2根据电网无功的需求适当补偿电容器，节省了电能，提高了能质量；3 电容器是无过渡过程投切，不产生谐波，对原电网的干扰小前，，常用的两种无功补偿装置控制方式是采用断路器开关和采用晶这两种装置的特性比较见表 1-4 所示[3]。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP273;TF33

【参考文献】