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变频调速系统的电压暂降免疫度测试评估与参数设计

陈伟坤  
【摘要】:随着大量精密敏感设备接入电网,用户对电能质量的要求也越来越高,电压暂降受到了越来越多的关注。电压暂降给工业生产造成了极大的经济损失,也给人们的日常生活带来了极大的安全隐患。获得设备电压暂降免疫特性对经济损失和安全隐患的评估、电网的规划改造、产品的设计和治理装置的配置都至关重要。为全面掌握电压暂降对变频调速系统(adjustable speed drive,ASD)的影响,本文围绕电压暂降免疫度的仿真和试验测试及评估方法进行深入研究,并提出了ASD电压容忍度曲线不确定区域阈值的理论计算方法、变频器关键参数设计方法和ASD停机概率评估方法。主要研究内容包括:首先,综合考虑影响ASD电压暂降免疫度的各个维度,设计了完善的测试流程。搭建了ASD的仿真模型,按照设计的测试流程进行了仿真测试,得到了ASD电压暂降免疫特性的测试结果,为后续分析奠定了理论基础。其次,搭建试验测试平台,对采用变频调速技术的自动扶梯进行了试验测试研究,从运行方向、负载率、电压暂降类型和电压暂降特征等维度对自动扶梯的电压暂降免疫度进行了详细的测试和分析。再次,基于能量守恒原理,提出了ASD电压容忍度曲线不确定区域阈值的理论计算方法,和变频器直流欠压保护值、直流侧滤波电容值的设计方法,利用仿真和试验测试,验证方法的正确性和可行性。最后,计及负载率的随机特性,提出了一种ASD停机概率评估方法,在已知残余电压、持续时间和负载率分布特性的情况下,计算得到ASD的停机概率。本文通过大量的仿真和试验测试,全面掌握了ASD的电压暂降免疫特性;通过不确定区域阈值理论计算为变频器参数设计提供了参考;通过设备停机概率评估为电压暂降问题的治理提供决策支持。


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