一种矿用变频器滤波装置

矿用变频器与电动机通过长线电缆连接,脉宽调制(PWM)脉冲在传输过程中存在电压反射现象,从而引起电动机端产生尖峰电压,严重影响变频驱动系统的运行可靠性。目前,矿用隔爆变频器一般采用串联输出电抗器的方式来抑制尖峰电压,但抑制效果有限;而采用RC滤波装置和LRC滤波装置抑制尖峰电压的方法主要针对380,660 V变频器,不能满足煤矿井下1140 V变频器对尖峰电压的抑制要求。针对长线电缆远距离传输引起的尖峰现象,分析了实际应用中电动机负载、PWM上升时间及电缆长度对尖峰电压的影响:长线电缆终端反射系数对电动机负载的变化不敏感,在滤波参数的设计过程中可忽略电动机负载的影响;PWM上升时间越长,电缆长度越短,则电动机端尖峰电压越小。根据上述分析,结合电缆长度和装置功率损耗,提出了一种适用于煤矿井下1140 V变频器的LRC滤波装置设计方案,在PWM脉冲信号传入长线电缆之前,利用该LRC滤波装置延长PWM上升时间,达到抑制尖峰电压和高du/dt的目的。仿真和试验结果验证了该滤波装置的有效性。     

基于遗传算法的LCL输出滤波器设计与优化

相对于传统的L和LC滤波器,LCL滤波器在高频谐波抑制方面有明显的优势,但是,LCL为无阻尼3阶系统,易发生谐振。本研究采用电容串联电阻增加系统阻尼,综合考虑LCL输出滤波器对电流电压的谐波抑制、电压下降和功率损耗方面的问题,建立了LCL滤波器的优化模型,并采用遗传算法对其寻优。最后使用MATLAB仿真实例对其进行性能分析,结果表明优化后的输出滤波器能有效地滤除电压电流谐波,并能够降低电压下降和功率损耗,为工程应用提供了重要的依据。     

功率滤波器对变频器—电动机系统的力能指标影响

阐述了功率滤波器在变频器－电动机调速系统中的使用原理，重点介绍了它对电动机与系统的效率、功率的因数的影响，最后以实验数据为基础，采用作图比较的方法给出了电动机、系统在不同工作频率下的效率、功率因数曲线。     

矿用远距离供电高压变频器输出滤波装置设计

针对矿用高压变频器远距离供电时变频器功率器件IGBT频报故障、电动机有啸叫声等问题,分析认为主要原因是高压变频器工作特性导致输出波形含有高次谐波及远距离供电传输。根据变频器输出波形特征,提出了一种矿用远距离供电高压变频器输出滤波装置的设计方案,介绍了该滤波装置电抗器、电容等参数的计算方法。仿真结果表明,矿用远距离供电高压变频器侧加装该滤波装置后,电动机端电压波形较平滑,无毛刺和尖峰。样机测试结果表明,加装该滤波装置后,电动机端高次谐波被消除,总谐波失真小于5%。     

功率滤波器对变频器─电动机系统的力能指标影响

简述了功率滤波器在变频器─电动机调速系统中的使用原理，重点介绍了它对电动机与系统的效率、功率因数的影响，最后以实验数据为基础，采用作图比较的方法给出了电动机、系统在不同工作频率下的效率、功率因数曲线。     

适用于井下的PWM整流器LCL滤波器设计

应用于刮板输送机、采煤机等机械设备的双PWM变频调速系统需在整流器网侧设置滤波器以抑制谐波电流。现有的LCL滤波器设计方法依赖经验,效率较低,且对阻尼损耗问题考虑不足,易导致器件发热,不适于井下应用。通过分析双PWM变频调速系统整流器的LCL滤波器模型,推导了电感比、阻尼电阻与电流衰减系数、谐振频率、阻尼损耗之间的数学关系,进而提出了适用于煤矿井下的PWM整流器LCL滤波器设计方法,即:在考虑滤波效果、电流快速跟踪能力、系统快速响应能力基础上,为减小整流器体积,应选取较小的总电感;在保证滤波效果前提下,尽量增大滤波电容;在允许的电流总谐波畸变率范围内,尽量选取电感比和阻尼电阻最小值。在Matlab/Simulink中搭建三相电压型PWM整流器控制模型进行仿真验证,结果表明采用该方法设计的LCL滤波器可使PWM整流器具有很小的超调量、快速的响应能力、较低的电流总谐波畸变率;通过样机实验验证了LCL滤波器能较好地抑制PWM整流器网侧电流,提高并网电流波形质量;通过对比验证了该方法设计的滤波电感和阻尼电阻均明显小于传统方法设计值,可有效减小滤波器体积,降低成本。     

一种矿用变频器异步电动机参数离线辨识方法

在无速度传感器条件下,变频器调速性能与异步电动机参数密切相关,现有异步电动机参数离线辨识方法大多采用快速傅里叶变换等计算电流幅值和相位,存在频谱泄漏和栅栏效应,易导致测量误差。针对该问题,提出了一种将异步电动机等效电路作为负载的矿用变频器异步电动机参数离线辨识方法。采用稳态响应法辨识定子电阻,采用瞬态响应法辨识转子电阻和漏感;在此基础上,建立同步旋转坐标系下的电动机模型,在恒压频比空载运行状态下,对电流瞬时值进行旋转坐标变换,计算电流幅值和相位,进而辨识定转子互感和空载励磁电流,避免了频谱泄漏和栅栏效应。Matlab/Simulink仿真结果表明,转子电阻和漏感参数辨识结果与给定的电动机模型参数相符,验证了参数辨识方法的准确性。380V/2.2kW电动机参数辨识实验结果表明,变频器施加给电动机的电压信号得到了正确的电流响应,与仿真结果一致,且电动机参数辨识过程可重复性较好,辨识精度较高。搭建660V/90kW矿用变频器机芯,将辨识出的电动机参数用于矿用变频器矢量控制系统,实测结果表明,变频器能够在额定转矩下带载启动并持续稳定运行,电动机参数辨识结果可满足矿用变频器矢量控制要求。     

台达VFD-A型变频器V／F函数分析及其应用

变频器以其结构简单、造价低廉、便于维修等优势越来越多地被应用于调速系统。其中．V／F曲线参数设定是保证变频调速系统静态速度精度的关键。本文通过对交流电动机V／F函数的理论分析．采用数学方法对变频器V／F曲线各参数进行计算．利用台达VFD—A型变频器的两段V／F曲线来模拟交流电动机不同供电频率段的电压／频率特性。进而通过应用实例阐述利用变频器V／F曲线各参数的设定提高变频调速系统速度的精度。     

绞车变频调速尖峰电压吸收装置设计

为了减少电动机接线端尖峰电压对电动机对地绝缘的影响,保证变频绞车安全稳定运行,基于均匀传输线过电压模型及吸收电路原理,设计了绞车变频调速尖峰电压吸收装置。该装置采用电容充放电原理,可以有效降低电动机端尖峰电压,防止电动机绝缘击穿。试验结果表明,该装置减小了变频器输出电压变化率,降低了电动机接线端瞬时峰值,峰值由2 820V降到2 330V,输出尖峰电压得到有效治理。     

改进的变频器输出正弦波滤波器

根据变频器输出PWM电压的频谱分布特性提出正弦波滤波器的设计要求,对于传统的二阶LC低通滤波器,提出一套参数设计方法.提出一种改进的滤波电路拓扑结构,使其在特定频段衰减特性得到大幅改善,解决大功率变频器载波频率很低,应用传统滤波器无法实现正弦波滤波的情况.最后以某选煤厂250kW变频传动系统为对象给出设计实例,实验结果表明,该系统投入后运行良好,各项技术指标达到设计要求.     

变频调速系统电动机启动特性的研究

基于电动机Ｔ 型等效电路,分析了在ＰＷＭ 电压型变频器直接供电条件下,不同启动频率和不同转矩提升电压启动时,电动机启动转矩和启动电流的变化规律,得到了一些简洁有用的公式,由此可确定能够满足电动机启动转矩要求以及变频器功率开关耐流要求的启动频率范围。具有一定的工程参考价值。同时分析了由于高次谐波引起的趋肤效应使定、转子导体电阻阻值显著增加对电动机启动特性的影响     

高压变频器滤波特性研究

本文首先对变频器的发展状况进行了介绍,预测了它的发展趋势。接着考虑到变频器中滤波器这一设备对电压变化起到了非常重要的作用,所以对其原理进行了阐述和分析。最后对滤波器的输入输出特性进行了研究,使用公式和对应的电路图结合,给出了变频器的动态滤波特性。     

低通宽带滤波器应用和改进

为了减小低通宽带滤波器引起的负载端谐波电压畸变,提高负载整流侧直流电压,减小换向量叠角度,保证整流负载稳定工作,提出了宽带滤波器的优化设计方法.分析了串联电抗器对换向过程的影响,提出了宽带滤波嚣谐波抑制效果与负载波形畸变之间存在的问题,在宽带滤波器中引入了吸收回路并且对滤波器参数设计方法进行了改进,达到了减小负载端波形畸变的目的.将该设计方法应用于工程实际中,解决了负载功率降低等问题.实验结果表明了该方法的有效性和可行性.     

纳米MOSFET寄生电阻模型分析

随着器件尺寸的缩小,寄生电阻对器件性能的影响不可忽视,为准确预测器件的寄生电阻并了解器件参数对寄生电阻的影响,需要有准确的寄生电阻模型。该文分析了短沟道寄生电阻模型．研究了短沟道寄生电阻模型在栅压较小时与模拟结果存在较大误差的原因,并对模型进行了改进。最后分析了器件参数对寄生电阻的影响,提出未来减小寄生电阻需要和可能采取的措施。     

纳米MOSFET寄生电阻模型分析

随着器件尺寸的缩小,寄生电阻对器件性能的影响不可忽视,为准确预测器件的寄生电阻并了解器件参数对寄生电阻的影响,需要有准确的寄生电阻模型。该文分析了短沟道寄生电阻模型,研究了短沟道寄生电阻模型在栅压较小时与模拟结果存在较大误差的原因,并对模型进行了改进。最后分析了器件参数对寄生电阻的影响,提出未来减小寄生电阻需要和可能采取的措施。     

矢量变频异步电机的参数辨识技术研究

为提高矢量控制变频调速系统的静、动态性能,提出一种基于变频器自身的异步电机参数辨识新方法,采用SVPWM技术控制逆变器向异步电机施加直流或者交流信号激励,通过检测输出响应,实现对异步电机定子电阻、定子漏感、转子电阻、转子漏感及定转子励磁电感等参数进行辨识。针对输出响应信号存在噪声和谐波的特点,利用离散傅里叶变换(DFT)提取出基波电流、电压的幅值和相位等有效信息。采用基于SVPWM的死区效应时间补偿方法,避免了逆变器开关管的开关延迟、管压降及死区时间对参数辨识的影响。最后,在以TMS320F2808 DSP为控制核心的矢量变频器中采用该方法进行参数辨识实验,实验结果表明该方法的正确性。     

变频器应用中的可靠性设计

变频器在工业控制中对外界的干扰及抗外部干扰的问题日益引起人们的重视。介绍了变频器应用系统中十扰产乍的来源及其传播途径；分析了电磁干扰对电力电容器、电机和变压器等电力设备、电力系统、通信系统、电力测量、自动化设备和其他用户设备等的实际危害；由此提出了采用隔离、滤波、屏蔽和适当接地等抗干扰的实际解决方法。所阐述的系统设计和安装过程中抑制干扰的具体措施对变频器的正确、可靠使用有一定的实际意义。     

基于单元串联多电平型变频器的设计

针对现有高压变频器存在的问题,文章设计了一种新型变频器,详细介绍了该变频器功率单元的硬件组成、工作原理、电路设计及其软件控制的实现方法。该变频器采用单元串联多电平技术,可以得到阶梯SPWM波形,无需输出滤波器,可直接驱动普通电动机。     

台达VFD-A型变频器V/F函数分析及其应用

变频器以其结构简单、造价低廉、便于维修等优势越来越多地被应用于调速系统.其中,V/F曲线参数设定是保证变频调速系统静态速度精度的关键.本文通过对交流电动机V/F函数的理论分析,采用数学方法对变频器V/F曲线各参数进行计算,利用台迭VFD--A型变频器的两段V/F曲线来模拟交流电动机不同供电频率段的电压/频率特性.进而通过应用实例阐述利用变频器V/F曲线各参数的设定提高变频调速系统速度的精度.     

台达VFD—A型变频器V／F函数分析及其应用

变频器以其结构简单、造价低廉、便于维修等优势越来越多地被应用于调速系统。其中，V／F曲线参数设定是保证变频调速系统静态速度精度的关键。本文通过对交流电动机V／F函数的理论分析，采用数学方法对变频器V／F曲线各参数进行计算，利用台达VFD—A型变频器的两段V／F曲线来模拟交流电动机不同供电频率段的电压／频率特性。进而通过应用实例阐述利用变频器V／F曲线各参数的设定提高变频调速系统速度的精度。