煤矿高压调速技术:绕线式异步电机转子变频磁链观测分析

3 下载量 5 浏览量 更新于2024-09-04 收藏 384KB PDF 举报
"绕线式异步电机转子变频磁链观测研究,旨在改善煤矿高压变频调速的现状,通过分析转子变频调速的优势,建立并验证了其数学模型,尤其关注磁链观测在系统中的应用。" 本文详细探讨了绕线式异步电机转子变频调速技术,这是一种旨在提升煤矿高压变频调速效率和性能的技术。首先,文章阐述了转子变频调速相对于传统调速方法的优势,这包括更高效能、更低的供电电压需求以及减少输出电压的谐波含量,从而降低对电机及整个系统的影响。 转子变频调速的核心原理在于改变转子的频率,进而调整电机的运行状态。在这一过程中,绕线式异步电机的磁链方程扮演了关键角色,它描述了电机内部磁场的变化与转子速度、电流等参数之间的关系。通过深入研究这些方程,作者得以构建出一个基于Simulink的转子变频磁链观测模型。Simulink是MATLAB软件的一个扩展工具箱,用于动态系统建模和仿真,是工程领域广泛使用的工具。 在Simulink环境中,作者建立了精确的数学模型,并进行了仿真测试。仿真结果证实了转子变频调速在实际应用中的优越性,尤其是在供电电压低、谐波含量小的情况下,能有效提升系统的整体性能。这不仅降低了能源消耗,还改善了电机运行的稳定性,减少了对电网的干扰。 关键词如“绕线式异步电机”、“转子变频”、“磁链观测”和“Matlab仿真”揭示了研究的主要焦点。其中,磁链观测是实时监测电机磁链状态的关键技术,对于控制电机性能至关重要。而Matlab仿真是研究过程中验证理论模型和优化设计的有效手段。 这项研究为绕线式异步电机的转子变频调速提供了新的视角,通过磁链观测和仿真验证,为改进煤矿高压变频调速系统提供了科学依据和技术支持,对于提升工业领域的电机调速技术和能源利用效率具有重要的实践意义。
2018-04-05 上传
由于异步电机转子磁链的直接测量十分困 难,通常需要通过间接观测计算获得。根据所用 电机模型的不同,有两种较为典型的转子磁链观 测计算方法,即电流模型法和电压模型法[1] 。其 中,电流模型法受电机参数影响较大,一般仅用 于低速阶段;而电压模型法,因其存在积分运算 问题,一般用于中高速运行阶段[3] 。为了克服直 接电压或电流模型法存在不足以获得更好的转 子磁链定向效果,基于全阶观测器的转子磁链观 测方案是近年来广为关注的研究热点问题。文 3 DOI:10.19457/j.1001-2095.2015.08.001 电气传动 2015年 第45卷 第8期 杨淑英,等:基于全阶状态滑模观测器的异步电机转子磁链观测 献[4]通过对全阶状态磁链观测器反馈矩阵的设 计,使其在稳态情况下能够依据运行转速的不同 可分别等效为电压模型磁链观测器与电流模型 磁链观测器,并通过控制器参数的选取使其在两 种模型之间平滑切换。文献[5]依据鲁棒控制理 论和线性矩阵不等式综合求取观测器的增益矩 阵,力图在全速范围内都能保证系统的稳定性。 但文献[4-5]的算法复杂,工程调试困难,难以实 际应用。扩展卡尔曼滤波等先进控制理论近年 来也逐渐被应用于转子磁链观测器的设计之中: 如文献[6]提出了一种扩展卡尔曼观测器的形 式,这种观测器通过设置两个分别辨识定子电阻 和转子电阻的子扩展卡尔曼模型作为输入,以期 提高磁链观测的准确性,但需要3个观测器构建, 较为复杂;文献[7]则在扩展卡尔曼观测器中加 入转子电阻辨识来提高转子磁链观测的精度,但 这种观测器是一种全阶随机观测器,较全阶观测 器更为复杂,工程实现更为困难。滑模观测器具 有实现简单、鲁棒性强的优点,近年来被用于转 子磁链的观测之中[8-10] 。但滑模观测器存在其固 有的抖震问题,难以在频率变化较大的场合中 应用