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《扬州大学》 2017年
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内反馈斩波串级调速系统设计与应用

马瑞  
【摘要】:对于高压大容量系统,特别是风机和泵类负载,晶闸管串级调速是一种十分优秀的调速方法,它将调速装置设置在转子侧,使装置结构变的简单,既避免了高电压,又减少了调速装置的容量,因此串级调速在这类负载的调速过程中应用广泛。但是在实际应用时,串级调速系统功率因数低、谐波污染严重等问题的存在,制约了其发展,而内反馈串级调速技术就是顺应这一潮流,在传统串级调速理论基础上发展而来的,相比以往的调速方法具有技术先进、结构简单、维护容易、运行效率高、能实现连续平滑地调速等优点,尤其适用于风机、泵类等大容量平方转矩负载的转速控制,节能效果可观。本文首先介绍了交流调速技术的概况,同时分析了串级调速技术的原理和发展现状,串级调速技术发展到今天,经历了传统串级调速、内反馈串级调速、内反馈斩波串级调速以及基于PWM变流器串级调速等阶段。在此基础上详细分析了内反馈斩波串级调速系统。从内反馈斩波串级调速系统的结构、工作原理和系统性能等几个不同方面对调速技术进行了研究分析,针对调速系统在实际应用时系统功率因数会随着转速下降而逐渐降低的问题,提出了用PWM逆变器代替晶闸管逆变器的新型调速系统。在内反馈电机数学模型的基础上建立了内反馈电机和调速系统的仿真模型,得出转速曲线和定、转子电流波形,验证了内反馈电机和调速系统的可行性。通过仿真发现,随着斩波器占空比不断减小,系统功率因数不断下降,当令PWM逆变器工作在容阻性状态下时,系统功率因数可以基本保持不变。然后,对系统主回路各部分电路进行了设计。计算了主回路各器件的参数,同时对PWM逆变器双闭环控制系统进行了设计和仿真。本文最后对内反馈斩波串级调速系统在灌溉泵站离心泵机组中的调速应用实例进行了详细的测试和分析计算,计算结果证明了该调速系统节能效果优异,经济效益显著,为该调速技术的推广应用打下了理论基础。
【学位授予单位】:扬州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM464;S277.9

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