題-1_100_100.jpg)
基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 正弦波三相異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)與調(diào)速裝置
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- 為了解決相控調(diào)壓存在的諧波問(wèn)題,作者提出一種在電源和交流電動(dòng)機(jī)定子繞組之間串入可關(guān)斷電力電子元件，對(duì)可關(guān)斷元件采用PWM技術(shù)控制，可關(guān)斷元件關(guān)斷時(shí)用小電容續(xù)流的方法,實(shí)現(xiàn)了保持輸出電壓正弦波形下可以連續(xù)改變輸出電壓幅度的目的
- 詳細(xì)介紹：
- 目前交流電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)器一般采用相控調(diào)壓,即在電源和交流電動(dòng)機(jī)定子繞組之間串入雙向可控硅,控制所串入可控硅導(dǎo)通角實(shí)現(xiàn)調(diào)壓。這種調(diào)壓方法電源和負(fù)載電流中都存在大量諧波,若軟啟動(dòng)器僅用于交流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)，由于時(shí)間較短，諧波的影響不很大,但若軟啟動(dòng)器用于長(zhǎng)期節(jié)電運(yùn)行，則諧波對(duì)電源和負(fù)載都很不利。 為了解決相控調(diào)壓存在的諧波問(wèn)題,作者提出一種在電源和交流電動(dòng)機(jī)定子繞組之間串入可關(guān)斷電力電子元件，對(duì)可關(guān)斷元件采用PWM技術(shù)控制，可關(guān)斷元件關(guān)斷時(shí)用小電容續(xù)流的方法,實(shí)現(xiàn)了保持輸出電壓正弦波形下可以連續(xù)改變輸出電壓幅度的目的。 本裝置采用三個(gè)可關(guān)斷電力電子器件控制單向?qū)?，而返回波采用三個(gè)大功率二極管來(lái)實(shí)現(xiàn)，既省略了部分控制電路又經(jīng)濟(jì)實(shí)用。具有很強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值。
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 1 、目前三相異步電動(dòng)機(jī)串級(jí)調(diào)速，其調(diào)速性能優(yōu)良，成本亦較高。另外，還有三相交流調(diào)壓調(diào)速，硬件較為簡(jiǎn)單，成本低，但是調(diào)速范圍較窄，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小，應(yīng)用場(chǎng)合受限制。因此，作者意在設(shè)計(jì)一種起動(dòng)與調(diào)速裝置，可用于需要緩啟動(dòng)或調(diào)速的場(chǎng)合。 2、本設(shè)計(jì)采用三個(gè)性能優(yōu)良的可開(kāi)通關(guān)斷的IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）實(shí)現(xiàn)單向?qū)ǘ祷夭ㄓ萌齻€(gè)大功率二極管實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)思想，利用STC89C52實(shí)現(xiàn)PWM脈寬調(diào)制控制，達(dá)到了即緩起動(dòng)與調(diào)速優(yōu)良，又經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的目的。 3、由于轉(zhuǎn)子定子電感的存在，對(duì)電網(wǎng)造成的污染較小。使用單片機(jī)可以對(duì)電機(jī)實(shí)現(xiàn)缺相、過(guò)流、過(guò)壓、欠壓、過(guò)熱等的保護(hù)。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 2、 由IGBT和二極管組成的調(diào)壓電路 IGBT導(dǎo)通電阻小、容量大,由IGBT組成調(diào)壓電路比用PMOS、NMOS對(duì)管組成調(diào)壓電路損耗小。IGBT只有N型管，由IGBT和大功率二極管組成調(diào)壓電路應(yīng)將大功率二極管反并聯(lián)。圖2為由IGBT管和大功率二極管組成的調(diào)壓電路。 3、PWM頻率為10KHz,負(fù)載為單項(xiàng)異步電動(dòng)機(jī)定子繞組,實(shí)驗(yàn)表明圖2調(diào)壓電路確實(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)保持負(fù)載電壓正弦波形下連續(xù)調(diào)壓。PWM占空比從0~100%變化,負(fù)載端電壓、電流波形如圖3 當(dāng)PWM占空比為0%時(shí),IGBT完全關(guān)斷,但仍有小電流經(jīng)續(xù)流電容C流過(guò)負(fù)載L,所以圖2的PWM占空比為0%時(shí)負(fù)載端電壓不為0。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 2011年4月23日，在山東建筑大學(xué)公開(kāi)答辯會(huì)。 結(jié)果不理想
作品所處階段
- 沒(méi)有通過(guò)學(xué)校審批
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無(wú)
作品可展示的形式
- 實(shí)物
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 1、本項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)可行，視野獨(dú)特，可行性較好。而且能夠?qū)崿F(xiàn)三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速，且調(diào)速范圍廣，性能優(yōu)良。達(dá)到了即調(diào)速優(yōu)良，又經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的目的，并且對(duì)電網(wǎng)造成的污染較小。使用單片機(jī)可以對(duì)電機(jī)實(shí)現(xiàn)缺相、過(guò)流、過(guò)壓、欠壓、過(guò)熱等的保護(hù)。 2、原理的突破性 ，思維方式的新穎性，使原先較昂貴的三相電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)變的更加經(jīng)濟(jì)，重要的是調(diào)速性能明顯的提高，達(dá)到了經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、環(huán)保的目的，體現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)、環(huán)保這一新的科學(xué)精神。 3、并且較低的成本、更加優(yōu)良的性能能夠產(chǎn)生產(chǎn)生很好的市場(chǎng)效益，有著廣闊的發(fā)展前景。 總之，項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)可行，視野獨(dú)特，可行性較好。而且能夠?qū)崿F(xiàn)三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)與調(diào)速，且調(diào)速范圍廣，性能優(yōu)良。
同類課題研究水平概述
- 其他調(diào)速技術(shù)已經(jīng)很成熟了，調(diào)幅調(diào)速也有很大的進(jìn)步，只是純硬件調(diào)速價(jià)格昂貴……
