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关键词： 可编程逻辑控制器   变频器技术   电气设备   电机控制   多段速切换逻辑  

摘要： 为了实现对电气设备电机的精确控制,本文开展了基于PLC及变频器技术的电气设备电机多段速控制方法研究,以期满足复杂生产过程中的多样化需求。首先,根据电机的使用场景,明确需要实现的多段速控制的具体需求,设定电机多段速参数;然后,利用可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)技术,编写电机多段速切换逻辑;最后,利用PLC向变频器发送多段速控制指令,通过改变电动机电源的频率和电压,以实现对电气设备电机多段速控制目标。实验结果表明:应用该方法后,在所有设定的目标转速下均表现出较高的控制精度和稳定性,电气设备电机实际转速与目标转速之间的偏差百分比最高不超过0.40%,显示出优异的控制性能。

关键词： 双膛窑   卷扬提升机   抱闸   PLC   变频器  

摘要： 阐述了卷扬电机电气控制原理,对配电室及变频器端、现场卷扬提升机侧出现的故障原因进行分析,提出以PLC自动控制等技术辅助变频器运行动作的方案,优化了双膛窑卷扬提升机抱闸性能,使双膛窑卷扬提升机和卷扬抱闸等设备实现零故障。

关键词： 电机   电磁振动监测   同步采集   偏移补偿  

摘要： 电机运行过程中受到振动频率信号的影响不可忽略,对其电磁监测是热点之一。为了进一步提高永磁同步电机的电磁稳定性,设计了一种电机电磁振动特性同步信号卡尔曼滤波偏移补偿方法。在分析跨层同步采集误差累积机制的基础上,开展晶振频率偏移跟踪分析。经过滤波处理采集节点,利用卡尔曼滤波器能有效匹配温度的波动。研究结果表明:利用采集模块监测确定SFD状态翻转,把结果传输到定时器中实现采样周期的校准,由此达到同步采集电磁振动参数的功能。实验验证本设计的电磁振动结构累积误差控制效果,节点间同步采集误差不超过0.6 us。该研究有助于提高对电机电磁特性的了解,度以稳定电机输出具有重要的意义。

关键词： 绝缘栅双极型晶体管(IGBT)   短路故障   失效机理   短路保护  

摘要： 高压大功率绝缘栅双极型晶体管(IGBT)作为柔性直流输电工程中的核心器件,若其在运行过程中发生短路故障,将严重威胁换流装备甚至输电系统的安全可靠运行。因此,构建IGBT短路故障模拟方法,明晰短路失效机理,探究短路保护方法对提高IGBT短路强健性和系统稳定性具有重要意义。首先,系统地介绍了IGBT的常见典型短路故障及模块化多电平换流器(MMC)应用工况条件下的短路故障类型,分析了相应的短路应力特征。归纳和总结了针对不同短路故障类型的短路故障模拟电路,并分别对其运行原理进行了详细介绍。其次,从芯片级和封装级两个层面系统梳理了IGBT的短路失效模式及失效机理,并探讨了相关影响因素。再次,介绍了多种短路故障检测和保护及技术及其应用特点,讨论了不同应用场景下各检测技术的适用性和有效性。最后,对IGBT短路可靠性的研究难点与应用趋势进行了展望。

关键词： 风电变流器   MVMD   时频域特征   开路故障诊断   IMF分量   BiLSTM   IGBT  

摘要： 针对永磁同步风力发电机组网侧变流器功率管单开路和双开路故障问题,提出一种将多元变分模态分解(MVMD)和互相关时频域特征相结合的诊断方法。首先,采集网侧变流器的三相中间点电压作为原始数据;其次,将三相中间点电压作为MVMD的三通道输入数据,对其进行分解,得到若干层本征模态函数(IMF);再次,通过计算原始信号与每层IMF函数的互相关性,选择最能反映原始信号特征、趋势的IMF,对选定IMF的平均包络和原始信号数据进行时域、频域特征提取;最后,将所得特征输入到双向长短期记忆(BiLSTM)网络中进行训练,实现对故障功率管的定位。实验结果表明,所提方法对网侧变流器的22种状态能够有效的识别分类,测试集准确率可达99.55%。

关键词： IGBT驱动电路   数智化全国产驱动   FPGA   故障监测   故障分类   窄脉冲抑制  

摘要： 驱动电路是IGBT应用的关键电路之一,在当前全球能源技术革命背景下,其国产化、数智化水平及安全性、可靠性至关重要。目前,国产IGBT驱动产品一方面在功能灵活性、数字化与智能化表现上存在欠缺,另一方面在国产化程度上还有上升空间。针对上述问题,提出了一种基于FPGA的全国产数智化IGBT驱动电路,通过软件和硬件相结合的方式,提高驱动电路的数字化和智能化水平。该驱动电路从实际应用场景出发,设计实现控制信号窄脉冲抑制、错误控制信号监测、工作模式多样性选择、过电流/过电压故障监测保护及故障类型鉴别反馈等功能。同时,设计所用器件均为国产器件,满足自主可控要求。最后,对设计的电路进行测试,结果表明,由国产器件设计的驱动电路能够实现预期功能,且满足参数要求。

关键词： 电流前馈   电压反馈   电压控制   构网型换流器   矢量控制   稳定分析   无交流电容  

摘要： 基于含有交流电容的传统电压外环控制，推导了无交流电容的高压构网型换流器的电压外环控制，包括电压比例积分负反馈和电流前馈，经简化后可得现有的两种无交流电容的电压外环控制。通过稳态分析揭示了三种无交流电容的电压外环控制的作用机理，指出了电压外环控制中的电流前馈环节可显著减少调节时间。开展了高压构网型换流器系统的大信号动态建模及稳定分析，发现了该系统可在两种基于电流前馈的电压外环控制作用下保持稳定。通过时域仿真验证了三种电压外环控制的技术特性。引入电流前馈后，通用矢量电压控制具有较短的调节时间，并能在负荷大范围变化时保持稳定。

关键词： IT系统   拉氏变换   人身触电电流   分段线性模型   变频器  

摘要： 为了解决露天煤矿消防低压变频IT供电系统发生人身触电事故时,由脉冲调制波造成的人身电流有效值难以计算的问题,提出一种基于拉氏变换的人身触电电流暂态分析方法,通过建立分段线性模型(PLM)分析变频器输入侧和输出侧的人身触电电流有效值、搭建MATLAB/Siumlink仿真模型,探究变频器两侧的分布参数、载波频率、输出频率以及输出侧负载对触电电流的影响特征。结果表明:分布电容为0.01~1.0μF、输出频率为30~60 Hz、载波频率为1~3 kHz的情况下,人身触电电流的大小与每相对地分布的电容和变频器载波频率均呈正相关,而与变频器输出频率、输出侧所接负载关系不大。

关键词： 全功率变频器   变速抽水蓄能机组   背靠背三电平变换器   背靠背五电平变换器   背靠背模块化多电平变换器(MMC)   模块化多电平矩阵变换器(M3C)  

摘要： 变速抽水蓄能机组在效率和工况适应性等方面相较于传统定速抽水蓄能机组有较大的优势。全功率变频器是变速抽蓄机组的关键装备,研究各种变频器拓扑在大容量变速抽蓄机组中的应用具有重要意义。文中以百兆瓦级变速抽水蓄能机组为例,立足于现有器件,从成本、损耗、体积等方面构建评价指标体系,并采用熵值法对指标体系中的指标赋权。对比分析背靠背三电平中点钳位型(neutral point clamped,NPC)变换器、背靠背五电平层叠多单元变换器(stacked multicell converter,SMC)、背靠背模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)以及模块化多电平矩阵变换器(modular multilevel matrix converter,M3C)4种拓扑应用于大功率、接入电压为13.8 kV的变速抽水蓄能机组的设计方案。结果表明,在成本方面,背靠背MMC成本最低;在效率方面,M3C整体效率最高;在体积方面,M3C占用空间最小。综合而言,背靠背MMC和M3C为百兆瓦级变速抽水蓄能机组全功率变换器的两种优选方案。

关键词： 带式输送机   PLC   变频器   控制系统   Profinet  

摘要： 根据煤矿生产实际及《煤矿安全规程》关于带式输送机的运行规定,设计了一套基于PLC和变频器的矿井带式输送机控制系统。控制系统采用分布式I/O和Profinet通信技术,提高了数据传输速率、降低了误码率,实现了带式输送机的自动控制和变频调速;通过各种传感检测技术和人机交互界面的应用,实现了对带式输送机运行状态的实时监测与保护。