独立控制( 二 ) _生活百科

ab坐标系下建模、複数形式表示。图中：Ts为採样周期(亦即脉宽调製(pulsewidth modulation，PWM)开关周期或其一半)；L为併网电感；R 为电感的寄生电阻；Kp和Ki分别为PI 控制器的比例係数和积分係数；E为三相电网电压複数矢量。由于採用了电网电压前馈技术，同时电网电压一般情况谐波含量很低，所以频域分析在谐波频次时无需考虑电网电压E 的扰动。另外，PWM 部分的计算延时和零阶保持器(zero orderhold，ZOH)两个模组，连续域下分别用两个一阶惯性环节近似表示。分析集中电流环稳定性、动态性能和闭环频域特性。关于集中电流环稳定性和动态性能方面，指出通过合理的调节PI 控制器参数可使集中电流环具有良好的稳定程度和动态性能，但从闭环频域特性方面看，这种情况时集中电流环的频宽不会很宽，一般不会超过其输入指令电流频段即APF 所需补偿电流的频段(通常为2~50 次)，则集中电流环对很多频次谐波分量的增益(本质为複数，包括增益幅值和增益相角)偏离增益1，使得集中电流环输出的指定频次分量的幅值和相位较指令量出现较大偏差，即产生所谓的集中电流环静差。根据线性控制系统频域特性可知，集中电流环对各频次分量增益为系统固有参数，与输入信号无关，因此集中电流环闭环传递函式对其闭环频域特性作定性和定量分析。以保证集中电流环控制系统具有合适的稳定裕度和良好的动态性能为目标，对PI 控制器参数进行整定，取Kp=3.2，Ki=8，利用Matlab 作出集中电流环闭环波德图，如图8 所示。由图可知，在0 Hz 处，系统的闭环幅频回响为1(0dB)，相频回响为0°，说明PI 控制器可对直流量无静差跟蹤，但随着频率的增加，会出现幅值衰减，相角滞后，集中电流环静 3 仿真分析为分析所提方法，搭建 Matlab-Simulink仿真模型。系统阻抗忽略不计。非线性负载为三相不控整流桥，集中电流环对各频次谐波电流分量增益。首先分析单指定次谐波电流输入集中电流环情况，集中电流环输入单 7 次谐波指令电流时的 A 相指令电流、静差校準前和校準后的输出电流波形，可以看出，静差校準前的输出电流幅值略高于指令电流，相位滞后于指令电流，直接通过波形数据分析得到该输出电流较指定电流相位滞后16.3o，幅值放大比例为 1.03，此结果和表 2 数据基本一致。按此数据进行集中电流环静差校準后，可看出输出电流几乎和指定电流重合。再分析多指定次谐波电流输入集中电流环情况，表 4 列出了 APF 补偿 37 次以内谐波时，集中电流环静差校準前后网侧电流的各次谐波含有率，同时给出了负载侧各次谐波含有率。通过网侧电流各次谐波含有率对比可看出，採用本文所提集中电流环静差校準方法，APF 对各频次的谐波补偿均达到了更好的效果。4结论本文提出的改进谐波分次检测结合集中电流环的谐波控制系统结构，完全实现了 APF 谐波独立控制的 3 个功能，控制系统结构简单，参数易整定、不存在稳定性问题。仿真结果证明了原理的正确性，实验结果验证了指定次谐波补偿和全补偿两种运行模式，装置容量得到灵活运用，补偿后的网侧电流总谐波畸变率小于 5%，各次谐波含有率基本均小于 1%，完全达到 GB/T 14549-93 规定的谐波要求，具有很好的工业套用价值。温湿度独立控制概述捲菸生产工艺需要高精度的温湿度环境作为保障，而相应的空调系统都配有表冷、加热（蒸汽）、加湿（蒸汽）等热湿处理手段,以满足全年各季节工况下环境温湿度的精确调节。目前在捲菸生产过程中存在着工艺环境的精确控制而造成能源消耗高等问题，主要原因：一是能源供求矛盾和气候变暖问题越来越引起关注，而工艺性空调系统具有换气次数多、系统风量大、运行时间长、运行能耗及成本高等特点；二是捲菸工艺精细化的发展趋势，对温湿度控制提出了更高要求。因此，在保证合理的温湿度工艺环境下，如何实现工艺与能耗平衡是动能供应部门研究的重要课题。传统的空调节能控制策略主要是最大限度地利用新风冷源、变风量运行、冷雾加湿、空调与製冷系统在线上运行等技术，但上述技术都是针对空调系统的某项控制手段进行改进，未涉及空调机组功能段及热湿处理模式的最佳化。近年来利用空调温湿度独立控制、乾式冷却节能技术，提出了基于高低温双冷源单独供应、分别作为降温、除湿媒介的空调温湿度调节方法，从而为空调系统的节能设计提供了一种新思路。为此，以南阳捲菸厂储丝房为例，基于单冷源建立了一种空调系统温湿度独立控制方法，以解决传统空调系统中存在的问题，提高空调机组的运行效率，降低能源消耗。1问题分析南阳捲菸厂储丝房建筑面积约1 725 m，层高约8 m，捲菸工艺生产要求保证恆温恆湿环境。夏季：温度（27±2）℃，相对湿度（65±3）%；冬季：温度（25±2）℃，相对湿度（65±3）%，且在垂直方向不能发生明显的温度梯度，储丝房内设计工况下换气次数约为4.3 次/h 。配套的空调机组设计风量为60 000 m3/h，配置有西门子S7-300PLC 自控系统，（37+22）kW 送迴风机变频器及风阀、水汽阀电动执行器，通过多工况控制策略和PID 调节实现机组的自动控制，空调系统的运行能耗主要包括两方面：一是机组运行电耗。由于机组採用变风量的变频控制，因此该部分的节能空间不大；二是温湿度调节过程中的冷热源（冷水和蒸汽）消耗。由于机组工艺流程採用温湿度联调，同时对空气进行降温和除湿，其中除湿消耗的製冷量占整个空调系统製冷量的30%～50% 。对于夏季除湿工况，冷水机组的出水温度一般设定在7～12 ℃，空调系统对空气进行表冷除湿后，还需经过再加热过程才能使空气达到送风状态点，见图2 。由于储丝房空间相对密闭，夏季冷负荷较小（生产热量较小），这种冷热抵消的现象较严重。另外，除湿需要的冷水温度设定在7 ℃，降低了制冷机的工作效率。因此，本文中主要针对降低除湿部分能耗进行改进。2设计方法控制方案为解决工艺性空调系统夏季工况存在冷热抵消现象，空调系统通常採用二次迴风或温湿度独立控制方式进行节能调节，避免表冷除湿后发生再热现象。但捲菸厂空调系统迴风含尘浓度较高，不宜将迴风直接引入表冷器出风侧，无法实现二次迴风系统的节能功能。基于高低温双冷源的温湿度独立控制方式，主要由独立的新风处理系统（7～12 ℃低温冷源）排除室内余湿并改善室内空气品质，由另一套独立的空气处理系统（15～18 ℃高温冷源）排除室组、架设独立的高温冷媒供水管路，因此改造成本内余热并保障空气洁净度。理想的冷水温度应高费用高，设计施工複杂。为此，对设计方案进行了于室内空气露点温度，同时又能将空气冷却到所改进：加装一次表冷器，用于机组的除湿控制，原需送风状态，从而实现乾工况冷却处理过程。温表冷器作为二次表冷器，用于机组降温控制。一、二次表冷器冷媒水串接在一起，通过调节阀，现使用的温湿度独立制调节，利用一次表冷器在热交换过程中冷媒水控制系统大多採用的是基于溶液热回收技术和的升温，使二次表冷器的进水温度升高3～5 ℃，高、低温冷水机组的双冷源除湿技术。如果储丝相当于使用两种冷媒源的效果，从而实现单冷源房空调系统使用两种冷源，需要另外购置冷水机的温湿度独立控制。3套用效果测试结果为评价温湿度独立控制消除再热过程的节能效果，对该控制系统进行了测试。测试时间选择在夏季除湿工况（2013 年5 月13—18 日）。不同工况下空调机组的运行模式由自控系统修改程式完成，并由自控系统採集和记录表冷器、加热阀的开度变化趋势。监测和控制结果表明，储丝房内所有监测点的温度均在23.5～24.7 ℃範围内（设定点为24 ℃），相对湿度均在51.2%～58.0%範围内（设定点为54.5%），温湿度控制精度均达到了工艺要求。其中，5 月13 和14 日分别对温湿度独立控制模式和联合控制模式的运行情况进行了对比测试。从主副表冷阀、加热阀开度变化趋势看：在联合控制模式下，表冷阀开度维持在73.8%左右，加热阀开度维持在37.6%左右，加热盘管进出风焓差为4.5 kJ/kg；在温湿度独立控制模式下，主副表冷器的独立控制发生了作用，一次表冷阀开度维持在26.5%，由于二次表冷器进水温度升高，避免了除湿造成送风温度过低，加热阀处于关闭状态，消除了再热现象。4结语利用单冷源空调系统温湿度独立控制方法，对空调机组的热湿控制功能段及控制方式进行改进，通过设定独立除湿机，并制定一、二次表冷器、风阀的控制策略，改进了空调机组一次迴风系统及热湿处理模式中存在的设计缺陷，有效解决了夏季温湿联合调节模式下冷热抵消、能源浪费等问题，空调机组除湿能耗下降25.5%，提高了空调机组的运行效率。电机悬浮子系统独立控制概述无轴承电机是集驱动与自悬浮功能于一体的新型电机，与传统的磁悬浮电机相比，由于其不需要配备占有相当轴向空间的径向磁悬浮轴承，因而其体积和重量大为减少，而临界转速大幅度提高，可突破大功率和微型化套用领域的限制。同时，由于磁悬浮是以电机的旋转磁场为偏置磁场，无需另再建立偏置磁场，因而磁悬浮功耗比降低，在飞轮贮能等领域套用极具优越性。该电机自20 世纪90年代提出以来，目前已逐步成为高速电机研究领域的热点。无轴承电机的种类很多，其中结构简单、易于弱磁、可靠性高的无轴承异步电机尤其受到广泛的重视。由于无轴承电机的悬浮是定子上转矩绕组和悬浮绕组相互作用的结果，实现电磁转矩和悬浮力之间的解耦控制是无轴承电机运行的基本要求，也是该领域研究的难点。目前较为典型的基于转矩绕组气隙磁场定向控制算法需要在两套绕组控制子系统之间传递转矩绕组的气隙磁链信息，而没有实现真正相互独立意义上的解耦控制。该控制算法在超高速电机的控制实施过程中由于对控制器的运算速度及转速感测器的回响频率提出了过高的要求而缺乏实用性。另外气隙磁场定向控制因其本身机理的制约存在着最大转矩限制，影响到它在重载和大功率条件下的套用，同时其複杂解耦算法还缺乏套用上的灵活性。研究表明：转矩绕组的气隙磁场定向只是实现无轴承异步电机解耦控制的充分条件，而非必要条件。如果能线上辩识转矩绕组的气隙磁场的幅值和相位，实现无轴承异步电机转矩绕组和磁悬浮控制绕组（即电磁转矩和悬浮力）之间的独立控制成为可能，这样一来电机的转矩绕组或採用普通的转子磁场定向控制，即可以利用通用变频器供电；或採用无速度感测器技术，即电机可以超高速运转。无轴承电机的实用性将为此而大大增强。基于此，本文研製了一套独立的悬浮绕组控制系统，与之相关的转矩绕组气隙磁场的幅值和相位採用电压模型辩识获得，而转矩绕组本身採用普通的变频器供电。实验证明该悬浮绕组控制系统能满足无轴承异步电机的实时控制要求，并具有良好的稳、动态性能。无轴承异步电机基本机理基本原理在电机的定子中放入两套具有不同极对数的绕组，转矩绕组（极对数