变频器电容反馈制动优越性的探讨

在通用变频器、异步电动机和机械负载所组成的变频调速传统系统中,当电动机所传动的位能负载下放时,电动机将可能处于再生发电制动状态;或当电动机从高速到低速(含停车)减速时,频率可以突减,但因电机的机械惯性,电机可能处于再生发电状态,传动系统中所储存的机械经电动机转换成电能,通过逆变器的六个续流二极管回送到变频器的直流回路中.此时的逆变器处于整流状态.这时,如果变频器中没采取消耗能量的措施,这部分能量将导致中间回路的储能电容器的电压上升.如果当制动过快或机械负载为提升机类时,这部分能量就可能对变频器带来损坏,所以这部分能量我们就应该考虑考虑了.     

基于飞轮储能技术的柴油机钻机机械调峰系统研究

采用了一种新型的储能技术—飞轮储能,它可以在柴油机处于低负载运行状态时,将多余的能量通过飞轮储能装置存储起来,此时飞轮处于加速储能的过程;当检测到系统中有较大的冲击负载时,将存储的能量释放出来,通过调峰电机与柴油机并机驱动负载,达到平抑发动机的加载率,保证发动机在负载变化时能够平稳运行的目的,该状态飞轮处于减速放电的工作模式.本文对飞轮储能的原理以及基于飞轮储能的柴油机钻机的机械调峰技术进行深入研究,给出了调峰电机处于电动和发电状态的条件,设计了一种柴油机钻机的机械调峰系统.     

绕线式异步电动机的统一化数学模型

本文以绕线式异步电动机为研究对象,依据电机统一理论及等效原理,借助于线性坐标变换,对电动机在电动、再生发电及动力制动运行状态下的数学模型进行了探讨.提出了电动机的统一化数学模型。     

三速鼠笼式转子三相异步电动机再生发电制动力矩的测定方法

本文分析当三速鼠笼式转子三相异步电动机用于起重机械作为主钩拖动电机时,其低速档再生发电制动力矩可能小于额定转矩;提出三种测量其制动力矩的方法;提出当再生发电制动力矩小于额定转矩时拖动控制线路的改进方法。     

一种城市电动公交客车制动能量回馈方法

为提高汽车能源利用率,提出一种电回馈制动与机械摩擦制动相结合的城市电动公交客车制动能量回馈方法.采用可控制实现串并联实时切换的超级电容器模块作为电源,当电动公交客车驱动运行时,控制超级电容器模块串联放电提供能量;而当电动公交客车制动运行时,控制超级电容器模块并联充电回馈能量.在制动初始阶段,采用电回馈制动,电动机发电运行并提供恒制动扭矩,当电动机转速减至不能提供恒制动扭矩时,由机械制动提供制动力直至制动过程结束.仿真和试验结果证明:提出的制动能量回馈方法可实现低速制动能量回馈,具有较高的制动能量回馈效率.     

混联式混合动力再生制动控制策略

 再生制动系统是混合动力汽车和电动汽车特有的系统。该系统可将汽车制动过程中消耗的汽车动能和势能通过电动机发电的方式储存到电池中,在起动和加速过程中加以利用。本研究以长丰CJY6470E越野车为对象,在传统汽车制动理论的基础上,基于制动安全及制动效能,提出一种混联式混合动力汽车制动能量分配与再生制动控制策略。前后轴采用理想制动力分配,在分配好后,再对前后轴的再生和摩擦制动进行二次分配。进行二次分配时,主要考虑电机及电池的使用寿命,以车速及SOC作为电机再生制动功率影响因素,并通过对ADVISOR2002进行二次开发,建立整车模型,最后进行仿真。结果表明,采用所提出的再生制动控制策略可实现高效的制动能量回收,延长电池的使用寿命,且该策略具有可行性。     

变频调速交流异步牵引电机的研究

变频调速异步牵引电机,与变频器配套,作为电动汽车或混合汽车(油动加电动)的主动力或第二动力。由变频电源供电,既可作电动机运行给车辆提供牵引力,同时又可作为异步发电机运行在车辆轻载或制动工况下,将发动机富裕的机械能或制动时的动能再生为电能向蓄电池充电,将能量存贮起来。本文介绍了变频调速原理并针对这种电机的要求,如体积小、重量轻、效率高,有宽广的调速范围和较大的扭矩等等提出了电磁设计方案。     

滑行工况下混合动力系统的再生制动

研究了并联式混合动力系统的电机模拟发动机倒拖再生制动.当整车处于滑行工况时,离合器断开,处在发电模式的电机提供负转矩来模拟发动机倒拖转矩对蓄电池充电,从而回收原本由发动机倒拖制动消耗的整车滑行能量.考虑电机发电效率和蓄电池充电效率,提出以进入蓄电池的实际电能最大化为目标的电机转矩优化控制算法,并确定了电机最优化转矩和机械式自动变速箱最优化档位控制规律.仿真结果表明:运用电机转矩优化控制算法的电机模拟发动机倒拖再生制动,蓄电池电荷状态(SOC)的增幅明显提高.     

基于复合制动的电动汽车制动能量回收系统设计

以某国产品牌纯电动汽车为研究对象,以回收和利用汽车的制动能量为研究目标,综合考虑汽车制动动力学特性、电机发电特性和电池充电特性等多方面因素,对其制动能量回收及控制策略进行探讨和研究;提出了一种机械和电机复合制动的能量回收方案;并基于Simulink软件进行了详细的仿真分析,获得了一个较为理想的能量回收率,为进一步开发设计具体的制动能量回收系统控制器奠定了良好的基础。     

关于双闭环动力制动系统的几个基本问题(Ⅰ)

本文提出了分析和计算双闭环动力制动系统静态特性的图解法,指出在电动机机械特性的稳定和非稳定部分,系统均可获得稳定的平衡工作状态;推导了同时利用电动机机械特性的稳定和非稳定部分,动力制动状态下异步电动机的传递函数,并给出了供工程设计用的计算曲线;提出了满足系统静动态特性要求的转子回路电阻选配和速度继电器整定的计算方法;提出了适合于双闭环动力制动系统特点的最大整流电压和电流的计算方法.     

起重设备能量回馈系统研究

传统的起重设备采用能耗制动的方式把电机回馈的能量消耗掉,而把这部分再生能量反馈到电网重新利用无疑具有节约用电的功效.文章就如何实现起重设备的能量回馈系统进行研究,其中的一些方法值得业内同仁参考.     

异步机运行状态的研究

鼠笼式异步电动机是机械能和电能的转换装置.作为电动机运行时,异步电动机从电网吸取电能.定子的输入功率扣除本身的铜损和铁损后完全转变为转子所发生的机械功率(扣除机械损耗).作为发电机运行时,能量转换过程与电动机运行相反,电机把输入的机械能转变为电能向电网输送.电机制动运行时(若采用反接制动法),使旋转磁场反转,产生一个与转子转动方向相反的电磁转矩.这时转子中的电流方向仍和电动     

三相电动机调速与制动问题的研究

三相异步电机主要用作电动机,拖动各种生产机械。三相异步电动机的调速方法有变极调速,变频调速和变转差率调速。其中变转差串调速包括绕线转子异步电动机的转子串接电阻调速、串级调速和降压调速。三相异步电动机有三种削动状态：能耗制动、反接制动（电源两相反接和倒拉反转）和回馈这三种制动状态的机械特性曲线、能量转换关系及用途．特点等均与直流电动机制动状态。本文主要针对变频调速及能耗制动作出了详细研究。     

一种电动汽车电液制动促动系统

为了使电动汽车在制动时回收更多的能量,设计了一种新的电动汽车液压制动促动系统。当电动汽车在低强度制动时,机械摩擦制动和电机的再生制动解耦,此时制动力完全由电机再生制动力提供,既能保证制动安全性又能高效回收制动能量。在高级工程系统仿真建模环境(AMESim)下,建立了该制动促动系统的仿真模型,并根据设计方案搭建了实物试验台架。仿真和试验结果均表明:该制动促动系统有一定的合理性。     

一种高效节能型变频调速实验系统

提出了一种双逆变器直流线母线并联、变频输出驱动同轴串联的两台民步电动机结构的新型变频调速实验系统。该方案研究获得的实验结果表明：这种具有创新特色的交流变频调速实验系统可实现电动机组之间直接电磁转矩方式的负载关系。楞方便地获得电动机在反应或位能负载特性下四象限动物垢连续控制过程,并实现了任意负载方式下再生能量的全部回馈利用,任意负载下系统消耗功率仅占电动机实际负载功率的３０％以下。     

有源逆变器在电机实验中的应用

本文论述在电机实验中用有源逆变器取代可变电阻器作为直流发电机的负载,将发电机发出的直流电回馈到交流电网。这样,不仅节省能量,而且负载调节方便、稳定。当用作电力拖动自动控制系统的负载时,采用电流闭环控制可以较好地模拟恒转矩负载。     

电动助力车控制模型的研制

DSP控制同步电机并能实现能量回馈的电动助力车，由于其可以实现可逆能量的控制，具有节能高效的特点，有很好的发展前景．指出控制同步电机可以两种方式工作．当控制器处于矢量控制方式时，控制器处于有源逆变状态，控制器输出功率；当控制器处于有源整流状态方式时，电机处于发电状态，把电机输出的电流反向对蓄电池充电，从而实现能量回馈．并据此提出了一种电动助力车的控制模型．     

基于能量回馈技术再并网系统的设计与实现

针对有源能量回馈控制问题, 通过分析电机制动状态下电流波形和能量转换过程, 并在同步旋转dq坐标系下建立三相电压型并网逆变器的数学模型, 采用直接电流控制的空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法, 实现了并网回馈电流有功分量和无功分量的独立控制, 并搭建了能量回馈系统的实验平台, 完成了三相并网逆变器的电阻负载实验和并网回馈实验. 该系统解决了能量回馈过程中注入电网时产生的问题, 并能实现网侧单位功率因数控制.     

混合动力系统滑行模式模拟发动机倒拖制动

根据并联式混合动力系统结构特点进行模拟发动机倒拖制动（Emulated Engine Compression Braking EECB）的操作。当整车处于滑行模式时,离合器断开,电机处在发电模式提供负转矩来模拟发动机倒拖转矩对蓄电池充电,从而回收滑行能量。考虑电机发电效率和蓄电池充电效率,提出以进入蓄电池的实际电能最大化为目标的电机转矩优化控制算法（Electric-motor Torque Optimization ETO）,并确定了电机最优化转矩和机械式自动变速箱最优化档位控制规律。仿真结果表明：与EECB相比,运用EECB＋ETO,蓄电池SOC的增幅有了明显的提高。     

一种高效节能型变频调速实验系统

提出了一种双逆变器直流母线并联，变频输出驱动同轴串联的两台异步电动机结构的新型变频调速实验系统。该方案研究获得的结果表明：这种具有创新特色的交流变频调速实验系统可实现电动机组之间直接电磁转矩方式的负载关系，可方便地获得电动机在反应或位能负载特性下四象限运行的连续控制过程，并实现了任意负载方式下再生能量的全部回馈利用，任意负载下系统消耗功率仅占电动机实际负载功率的３０％以下。一种高效节能型变频调速实验系统@陈政石 @吕振 @刘娟