[01458896]异步电动机节能优化控制策略研究

异步电动机因其结构简单、运行可靠、便于维护、价格低廉,在工业、农业、国防、日常生活等领域得到广泛使用。也由于异步电动机的耗电量占世界发电量的比重较大,因此,在能源日趋短缺和环境日趋恶化的情况下,提高电机运行效率,实现电机节能,成为学术界与工程界广泛关注的热点问题,研究异步电机的运行效率优化问题就显得十分有意义。 当异步电动机工作在额定负载附近时效率较高,轻载运行时电机的效率会明显下降。对于长期轻载运行或负载变化范围较宽的异步电动机,存在很大的节能空间。虽然变频调速技术的广泛应用,极大地推动了异步电动机的节能降耗,但其动态性能较差,且在轻载时不能使电机处于最佳的经济运行状态,会造成电能的浪费。而矢量控制技术为交流调速系统带来新的活力和生机,但矢量控制变频调速通常采用恒磁通控制,轻载时低效的问题仍然存在,也就是说,性能卓越的矢量控制变频调速系统在运行效率方面并不是最优的。因此,就如何在矢量控制的驱动系统中提高异步电机运行效率的问题进行研究,力图构造一个较高运行效率的异步电机控制系统。 在异步电动机矢量控制的基础上,建立考虑电动机全部损耗的能耗模型,引用模糊控制算法选择最优控制磁链,改进基于损耗模型的效率优化控制方法,进一步改善异步电动机电气传动系统的控制性能,以便有效地提高异步电机轻载运行时的效率,达到节约能源的目的。 使用Matlab 7.1中的Simulink搭建异步电动机全损耗仿真模型,再根据异步电动机的节能优化的模糊控制策略搭建节能控制系统仿真结构,通过对常规损耗模型控制方法与采用模糊控制规则的全损耗模型控制策略进行仿真效果对比分析,以验证此控制策略的正确性和可行性。 1. 通过深入分析异步电动机能耗的机理,以降低能耗的为切入点,建立了比较精确的全损耗数学模型模型; 2. 结合智能控制理论,采用模糊控制算法,研究了基于模型的效率优化控制算法; 3. 基于Matlab7.1平台中的 Simulink软件,构建了异步电动机仿真模型和控制系统仿真结构模型; 4. 通过仿真结果分析,节能优化控制效果基本上达到预期目标。 计划任务书目标包括： ① 态响应时间tr≤0.15s; ② 调节时间ts≤2s; ③ 轻载运行效率η≥85%。 实际研究的仿真结果： ① 态响应时间tr≤0.10s; ② 调节时间ts≤1s; ③ 轻载运行效率η≥84.2%