电机与控制
|
共直流母线交流传动节能系统的混杂系统建模与分析
李继方1, 2 , 汤天浩1 , 姚刚1
1. 上海海事大学物流工程学院 上海 200135 2. 开封大学机电工程学院 开封 475004
Modeling and Analysis for Common DC Bus AC Drive Energy-Saving System Based on Hybrid Systems
Li Jifang1, 2 , Tang Tianhao1 , Yao Gang1
1. Shanghai Maritime University Shanghai 200135 China 2. Kaifeng University Kaifeng 475004 China
摘要 为了节约能源在工业生产中, 共直流母线交流传动系统被广泛采用。针对因系统复杂难以建模问题, 引入混杂系统理论, 在分析共直流母线交流传动节能系统结构及特点的基础上, 构造了系统的形式化模型及其等效电路, 建立了等效电路中受控功率源的混杂Petri网模型和电网整流装置的混杂自动机模型, 进而得到系统整体模型。分两种工况仿真研究系统直流母线的功率和电压, 讨论了不同工况下的处理方法, 验证了所建模型的合理性。
关键词 :
共直流母线 ,
交流传动 ,
节能 ,
混杂系统 ,
建模与分析
Abstract :In order to save the energy, a common DC bus AC Drive Systems could be adopted in industrial production. However, it is difficult to establish mathematical model for it because of its complexity. Based on analyzing the structure and characteristics of it, an equivalent circuit model is established using hybrid systems theory. And then, models of controlled power source and the power grids rectifiers are established using a hybrid Petri nets and hybrid automata respectively. So the system model is established completely. Finally, the DC bus power and voltage are simulated in two operating conditions, the treatments in different operating conditions are discussed, and the reasonableness of the proposed model is verified simultaneously.
Key words :
Common DC bus
AC drive
energy-saving
hybrid systems
modeling and analysis
收稿日期: 2010-11-08
出版日期: 2014-03-07
基金资助: 国家自然科学基金(51007056), 上海市教委项目(J50602), 上海市教委科研创新项目(11YZ139, 11YZ140), 上海海事大学博士生创新基金(yc2009104)和河南省高等学校青年骨干教师资助计划资助项目
作者简介 : 李继方 男, 1971年生, 副教授, 博士研究生, 研究方向为电力传动与智能控制。汤天浩 男, 1955年生, 教授, 博士生导师, 研究方向为电力传动与智能控制。
引用本文:
李继方, 汤天浩, 姚刚. 共直流母线交流传动节能系统的混杂系统建模与分析[J]. 电工技术学报, 2011, 26(7): 181-187.
Li Jifang, Tang Tianhao, Yao Gang. Modeling and Analysis for Common DC Bus AC Drive Energy-Saving System Based on Hybrid Systems. Transactions of China Electrotechnical Society, 2011, 26(7): 181-187.
链接本文:
http://dgjsxb.ces-transaction.com/CN/Y2011/V26/I7/181
[1] 钱照明, 张军明, 吕征宇, 等. 我国电力电子与电力传动面临的挑战与机遇[J]. 电工技术学报, 2004, 19(8): 10-22. [2] 王万新. 公共直流母线在交流传动中的应用[J]. 电气传动, 2002, 32(5): 57-58. [3] 王云飞, 杨耕. 通用变频器-感应电机系统的电机耗能型制动控制方法[J]. 电工技术学报, 2006, 21(1): 87-92. [4] 刘永峰, 谢吉华. 变频器回馈制动研究[J]. 变频器世界, 2008(8): 52-54. [5] Botan C, Horga V, Ostafi F, et al. General aspects of the electrical drive systems optimal control[C]. 2007 European Conference on Power Electronics and Applications, 2007:1-10. [6] Rafal Goebel, Ricardo G Sanfelice, Aandrew R Teel. Hybrid dynamical systems[J]. IEEE Control Systems Magazine, 2009, 29(2): 28-93. [7] 仝庆贻, 颜钢锋, 赵光宙.微分代数混杂系统稳定性及其在电力系统中的应用[J]. 电工技术学报, 2004, 19(6): 51-57. [8] 颜钢锋, 仝庆贻, 赵光宙. 基于混杂系统理论的电力系统电压稳定性研究[J]. 浙江大学学报(工学版), 2005, 29(5): 637-642. [9] 马幼婕, 王新志, 刘昂. 混杂动态系统理论及其在电力系统中的应用[J]. 天津师范大学学报(自然科学版), 2006, 26(4): 68-72. [10] 赵洪山, 米增强, 牛东晓, 等. 利用混杂系统理论进行电力系统建模的研究[J]. 中国电机工程学报, 2003, 23(1): 20-25. [11] 马皓, 毛兴云, 徐德鸿. 基于混杂系统模型的DC-DC电力电子电路参数辨识[J]. 中国电机工程学报, 2005, 25(10): 50-54. [12] 郑雪生, 李春文, 戎袁杰. DC-AC变换器的混杂系统建模及预测控制[J]. 电工技术学报, 2009, 24(7): 87-92. [13] 胡宗波, 张波, 邓卫华, 等. PWM DC-DC变换器混杂动态系统的能控性和能观性[J]. 电工技术学报, 2005, 20 (2): 76-82. [14] 马皓, 祁峰, 张霓. 基于混杂系统的DC-DC变换器建模与控制[J]. 中国电机工程学报, 2007, 27(36): 92-96. [15] 徐大平, 高峰, 吕跃刚. 基于混杂系统的风力发电机组建模与控制[J]. 动力工程, 2009, 29(4): 369- 374. [16] 张悦, 王东风, 韩璞, 等. 一类混杂系统的推广自动机模型及其仿真[J]. 系统仿真学报, 2007, 19(15): 3546-3549.
[1]
孙丹, 赵琛, 柯伟煌, 王铭泽, 年珩. 基于重构电压矢量的共直流母线型开绕组永磁同步电机改进直接转矩控制 [J]. 电工技术学报, 2022, 37(7): 1644-1653.
[2]
熊慧, 王玉领, 付浩, 刘近贞, 朱建国. 一种应用于经颅磁刺激脉冲宽度可调的节能型激励源 [J]. 电工技术学报, 2020, 35(4): 679-686.
[3]
袁渊, 朱孝勇, 左月飞, 卜霄霄, 鲁庆. 共直流母线开绕组电机的移相解耦控制策略 [J]. 电工技术学报, 2019, 34(22): 4670-4677.
[4]
刘炜, 娄颖, 张戬, 叶小雯, 周瑞兵. 计及城市轨道逆变回馈装置的交直流统一供电计算 [J]. 电工技术学报, 2019, 34(20): 4381-4391.
[5]
冯腾, 康龙云, 胡毕华, 冯元彬. 基于无差拍控制的T型三电平逆变器中点电位平衡策略 [J]. 电工技术学报, 2018, 33(8): 1827-1834.
[6]
王泽, 张凯, 陈济民, 廖凯文, 刘万勋. 应用于模块化多电平变频器的电容电压脉动抑制技术综述 [J]. 电工技术学报, 2018, 33(16): 3756-3771.
[7]
耿乙文, 王亮, 许家斌, 魏晨曦. 基于Sigma-Delta调制的双两电平逆变器调制策略 [J]. 电工技术学报, 2017, 32(18): 239-247.
[8]
曾恒力, 年珩, 周义杰. 基于比例谐振控制的共直流母线开绕组永磁同步电机零序电流抑制技术 [J]. 电工技术学报, 2016, 31(22): 35-44.
[9]
冯涛, 卢志刚, 李学平, 王荟敬, 孙瑜. 考虑大用户直购电的动态环境经济调度 [J]. 电工技术学报, 2016, 31(18): 151-159.
[10]
王聪,王浩,白利军. 煤层气抽采机感应电机运行最优速度曲线控制策略研究 [J]. 电工技术学报, 2016, 31(11): 75-83.
[11]
高赐威,罗海明,朱璐璐,刘福潮,韩永军. 基于电力系统能效评估的蓄能用电技术节能评价及优化 [J]. 电工技术学报, 2016, 31(11): 140-148.
[12]
刘文学,梁军,贠志皓,李正茂,董晓明. 考虑节能减排的多目标模糊机会约束动态经济调度 [J]. 电工技术学报, 2016, 31(1): 62-70.
[13]
文旭, 颜伟, 王俊梅, 钟璐, 郭琳, 余娟. 计及节能风险评估的随机规划购电模型 [J]. 电工技术学报, 2015, 30(8): 193-201.
[14]
王博,赵海森,罗应立,李和明. 面向用户的有杆采油系统实用仿真模型及应用 [J]. 电工技术学报, 2015, 30(6): 133-141.
[15]
张明锐,李元浩,欧阳丽,孙华. 基于混杂系统DC-DC变换器的永磁风电并网系统直流母线电压稳定控制 [J]. 电工技术学报, 2015, 30(4): 62-69.