变频调速策略对异步电动机,离心泵机组及其模式的影响.docx

变频调速策略对异步电动机，离心泵机组及其模式的影响摘要：由频率控制的感应电动机和离心泵组成的一个单位的稳态运行的数学模型已创建。对该单元模态特征采用频率控制的控制策略的影响的研究和关于各种控制策略的利用的建议得到采纳。关键字：感应电动机，离心泵，电力配电系统,液压网络,数学建模,稳定状态,自动控制。I.引言目前，电力分配系统（ EPDS ）的研究和分析不包括一些具有不同物理性质的器件结合而成的负载的高效数学模型。它阻止了模式和工程子系统进程，包括它们的非线性特性，以统一的系统的方式进行全面的分析。为了得到统一的解决方法，感应电动机和离心泵的稳态数学模型需要定义电磁和液压模态坐标的控制策略。一个水泵的模式不受开始的静态输入的影响，这个可能严重的影响了水泵电机的特征和感应电机定子电压频率控制的控制策略。这项工作的目标是对感应电机稳态分析和用感应电机的电压和频率控制策略的离心泵单元方法的改进，这个和用泵的输入静压头的这样的方法的定义区域的执行的方法一样。II.离心泵的数学模型，在稳定状态下饱和感应电机和IM-CP的单元如果没有对IM-CP的稳态模式的电磁坐标控制策略的被分配，那么就会存在某种状态方程的解没有被定义的模式。在本文中，作者实现了七种不同的IM电压和频率控制的策略，以分析其对工作模式的影响以及比较，并优化这些模式的。这些控制 策略是：1）保持恒定的主磁通。 2）M. Kostenko方法。 3）最大化的IM效率。 4）优化转差率，同时最小化的IM实际的功率损耗。 5）优化转差率，同时最小化的IM定子电流。 6）优化转差率，同时最小化的IM消耗功率。 7）作者改进的M. Kostenko的方法。为了给标称的每个单元系统列出离心泵数学模型的方程，下列的主要标称量被使用。--相应的额定水头，流体体积的损失，额定功率，液体阻抗。，g--对应每单位流体的密度和万有引力常数。水泵电机的数学模型是基于等效的图1中的d，q轴[3]轮廓坐标的方法建立的。离心泵的T形等效图在其等效图中输入静压头通过额外的EMF表示H1d , H1q , H2d , H2q—对应的离心泵和液压网络始向量在d-q轴的预测-稳态静压头在d-q轴的相量预测; -相应的离心泵的轮廓和液态网络流体损失在同一个坐标轴上的相量预测;-离心泵叶轮的相对角速度,-在空载模式理想的离心泵的标称水头和叶轮的标称角速度.。 离心泵与液压网络关系建议通过基于水头矢量和实际的体积减少的共线性来实现，如下：这里：-实际的体积损失，真正的离心泵的实际的水头;-这是由它的静态头部特征的定义的液压网络的液压阻力.离心泵上的轴的机械功率表示为:离心泵的输出有用液压功率计算来自：连接离心泵的和液压网络的等式表示为[3]IM的数学模型方程也是由使用以下的标称值的标称的单位系统形成：额定相电压,电流,功率和感应电动机的相阻抗的相应幅度.要连接两个主要相单元的系统, 要使用以下的系数: (16)-相应的A的任何物理值的标称和基础单元.基值取为任何IM-CP单元的参数（通常是第一个）对于饱和的IM由八个方程改进的数学模型被使用.该模型考虑了IM在轴的两种电路等效图的基础上主磁路的饱和和转子电流的位移.相应的IM的定子电流和指定定子的IM的转子电路的电流;-磁链就是异步电机定子绕组上的气隙磁通定子相电压的幅值.-在IM中T-型等效电路图中电阻和定子绕组的漏电感; 转子相电阻和IM T形等效电路定子绕组漏电抗 ;-定子电压源的基角速度;IM的主磁路非线性静态磁阻.要设置一个饱和IM-CP单元的数学模型，一个在等式(3-13)的系统坐标和IM的(17-24)等式的系统应该被确立。基于CP叶轮(11)和IM的转子的机械功率平衡相互关系的等式构成了.假设CP的叶轮的角速度和IM的转子的角速度是相等的,相互关系的等式的方程如下:IM的摩损和风损;以频率控制方法其中之一的方程(27-34)为辅助的代数方程(3-13),(17-25)的非线性系统已被解决,这个系统被表示为矢量的形式为..f(x)=0 (26)X=(Q,H,I,V.)- 在IM-CP单元的模态坐标的列向量使用Levenberg-Marquardt[4]的方法使方程(26)非线性系统得到解决。III异步电动机稳态坐标的频率控制策1：通过保持主磁通的恒定来对IM的定子电压和频率进行控制这个方法实现的方程形式[7]:这就要求在所有模式中保持额定磁通。2 ：IM定子电压和频率的控制的Kostenko策略。、这个方法表现出公式的形式[7]-IM定子电压的有效值，ws –定子电压角速度 电磁力矩由于数学模型[1] 是在每单位系统中形成，式（8）可表示为：-定子线电压的幅值 ws*b-定子角速度 isd*b,isq*b -在ds，qs坐标定子电流在气隙上的主磁通磁