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三相异步电动机智能节能装置控制策略及控制算法

作者: 发布日期: 2019-05-27 09:56

1鲲简介

在快速发展的经济环境中,中国的能源产业面临着经济增长和环境保护的双重压力。据一些消息来源称,中国的能源效率远低于发达国家。在20世纪90年代,中国高耗能产品的能耗一般比发达国家高出12%-55%。可以看出,在中国,能源的有效利用是非常迫切的。作为主要的能源消费者之一,电动机具有很大的节能潜力。目前,国内电机节能器的研究非常活跃,但在工业化方面还不是很理想,大部分市场都是外国公司所占据的。因此,为了加快国内节能装置的发展,在国家“十五”计划中,电机系统的节能投资高达500亿元。

三相异步电动机智能节能控制器是与上海某公司北京分公司共同开发的新产品。基于微处理器的数字控制技术,通过内置的专用节电优化控制软件动态调整电机的运行状态。电压和电流可以最大化电机的功率因数,可以有效避免电机不合理匹配造成的电能浪费,节电率高达5-38%。同时,为了避免对电网的影响而影响其他用户的正常使用,节能器还具有完美的软启动鲲软停功能,从而实现电机无级平稳启动鲲停止控制。

2鲲系统硬件设计

该系统的原理结构如图1所示。该系统采用双微机结构。

控制机器89c52负责AC电压调节的相移控制和三相触发脉冲的定时管理。鲲控制策略的最优调度和控制算法,以及设备运行状态的逻辑分析和综合故障处理。同时,控制机89c52与键盘鲲显示器鲲拨号连接,可完成设备参数鲲工作模式选择和身份代码设置的设置和修改。

测量机89c52负责检测负载电流鲲功率因数检测和计算鲲在线测量用电量。同时,测量机89c52与串行串模块d21md连接,可以接收主机pc的各种遥控操作,实现远程通信。

两款单片机之间的数据并行通信采用双端口ramadt7130,这是一款带有片上总线仲裁电路的高速1k×8bit双端口静态ram,适用于大量的快速双向传输。两台机器之间的数据。 idt7130提供两组独立的控制和地址总线,以及总线和内部总线仲裁。 idt7130芯片内部的集成竞争逻辑基于访问信号先到先得的原则,当两个CPU同时访问端口时,可以执行地址访问或芯片选择匹配。下拉两个端口的忙引脚电平,使写操作无效;一旦一方完成访问,较慢的繁忙总线恢复上拉电平状态,然后可以继续访问双RAM。3鲲控制策略和控制算法

3.1鲲控制策略

结合三相异步电动机的负载特性,设计了几套控制策略,针对不同的工况调用不同的控制算法。

3.1.1鲲启动过程的控制策略

启动过程应考虑牢度和电流过载能力。因此,启动时采用脉冲电流启动和电压斜坡启动的组合。配置限流和限时安全措施。

可以设置/修改启动初始电压ust鲲启动时间tg1鲲停止时间tg2,结果存储在看门狗+ e2promx5045中。

3.1.2运行过程的控制策略

在运行过程中,负载功率因数随工作状态而变化,功率因数角负反馈闭环调节用于节能控制。同时,考虑到突然负载情况,为了防止突然负载引起停车现象,配置突然负载状态的诊断和非线性增压控制措施;在轻负载或无负载的情况下,电机阻力减小。设备无效行程,提高省电率,配置间歇工作机制;为运行期间发生的相位故障鲲三相不平衡鲲过载故障配置反时限安全保护措施。

3.1.3相移脉冲可靠性触发控制策略

对于感性负载,负载电流滞后于电压β角。在使用电压过零作为同步信号的系统中,当发生相移触发角αβ时发生“半波整流”现象,如图3(a)所示。为了确保可靠地触发相移脉冲,触发信号通常是宽脉冲或脉冲序列。然而,在双脉冲触发模式中,当α较大时,第二脉冲序列可能引起“假换向触发”现象,如图3所示。(b)示出。

5鲲结论

三相异步电动机智能节能装置控制策略及控制算法

本文介绍的节能设备是一种通用设计,在油田活塞式抽油机的节能控制应用中取得了显着的节能效果。本文介绍的控制策略和控制算法已在生产实践中进行了测试。该方法可广泛应用于三相异步电动机的节能控制器设计和软起动器设计。

引用

[1]石广峰,《电机软启动控制模块的功能及其应用电气传动(2001.1)》.2001.08.31。

[2]王毅鲲徐殿国,《风机类负载启停控制的电机软启动控制器风机技术》,2001.11.08。

三相异步电动机智能节能装置控制策略及控制算法

[3]李元辉,《地铁交流异步电动机起动及优化节能电气时代》,2001.12.05。

[4] Jin Mo鲲齐永杰,《电机软启动器的探讨中国市政工程华北设计研究院》,2002.8.10。


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