电动机节能系统的设计 抽油机用电动机节能控制系统的研究

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1、电动机节能系统的设计抽油机用电动机节能控制系统的研究导读：就爱阅读网友为您分享以下“抽油机用电动机节能控制系统的研究”的资讯，希望对您有所帮助，感谢您对92to.com的支持!电能通过PWM逆变器回馈给直流电源后无法向电网回馈，只能对滤波电容充电，造成直流母线的“泵升电压”。若不及时释放这部分能量，则势必会引起变频器过压保护动作或造成主回路大功率器件的过压损坏。对“泵升电压”的处理方法基本上有两种：（1）耗散到直流侧与电容器并联的“制动电阻”中。这种方法比较简单，但经过电阻耗散能量，不仅浪费了能源，还会增加变频装置内部的温度，影响装置各部件的工作稳定性；（2）通过能量回馈

2、电路使之回馈到交流电网中。这种方式虽然结构较为复杂，但提高了能源的利用率，会产生显著的节电效果。9主开关器件IGBT工作频率较高，一般为20~40KHz，开关频率高会增加开关损耗，并在集电极产生浪涌电压，造成器件过热，甚至损坏。因此应将IGBT的工作点限制在安全区内，限制IGBT过电压、过电流，降低其开关损耗。在后面保护电路设计中会涉及到IGBT的保护问题。2）主电路参数计算[13][14]1.整流二极管的选择Ua.确定电压额定值RRM整流二极管的耐压按式（11）确定，根据电网电压，考虑到其峰值、波动、闪电雷击等因素，取其波动系数为1.1，安全系数?=2。URRM≥UAC

3、?3231.1?（11）9由式（11）可得变频主电路中二极管的电压额定值为URRM=UAC3231.132≈1182V（12）实际变频主电路中二极管的电压额定值可选为1200V。表1二极管耐压选择第18页(共64页)2b.确定电流额定值（It）整流二极管的额定电流按式（13）确定。式中，常数?=2，并由此得参考表4-l。IR为冲击安全系数，I2t≥IRt?（13）9本装置拟采用软启动方式，整流二极管额定电流选为电动机额定电流的2～3倍就可以满足实际要求。以油田常用的Y系列37W三相异步电动机为例，其额定电流约为70A，则整流二极管的额定电流值约为200A，实际电路中可选为

4、200A。三相整流桥模块的著名品牌有东芝、欧派克、西门康、富士、三菱、三社、IR等，基于技术指标和经济性方面的考虑，本设计采用三社的DF200AA120整流模块，额定电流200A，额定电压1200V，市场价800元左右。2.滤波电容参数计算理论上，电容量越大，滤波效果越好，输出波形越趋于平滑。电容量达到一定值以后，再加大电容量对提高滤波效果已无明显作用，但价格大幅提高。因此应根据负载情况选择最佳电容量。380V、50Hz三相交流电经整流模块整流后得到的平均直流电压值为9VDC??线??380?513V（14）假设逆变电路输入功率为37KW，电容上的平均电压值为513V，则

5、滤波电路等效负载电阻为V2DC513?513RL???711?（15）?P37?103三相全桥整流后电压波头的频率为f=300Hz，根据电容的容量9C?8?RLC??3~8?T可得滤波电解T1?8??3750?f（16）RL300?711?考虑到电网电压波动±10%，则电容所承受的最高电压为VCM?DC??1?10%??513?11??798V（17）考虑价格等因素，电路中的C2C1、由多只470μF/450V的电解电容串并联而成，第19页(共649页)总的等效电容C约为4000ΜF。3）.IGBT模块的选择选择IGBT模块与选择整流模块不同，整流二极管的输入端直接与电网

6、相连，电网易受到外界的干扰，因此，选择的安全系数?较大；而IGBT位于逆变桥上，其输入端与电力电容并联，起到了缓冲波动和干扰的作用，因此，安全系数不必取得太大。a.电压额定值的确定电网电压为380V，平波后的直流电压可由式（18）确定，式中1.1为波动系数，安全系数取?=1.1。Ed=3803231.131.1≈650（18）关断时的峰值电压按式（19）确定UCESP=65031.153?=65031.1531.1≈822V（19）9式中，1.15为过电压保护系数；?为安全系数，一般取1.1。U?UCESP，考虑实际情况，取Umax=1200V令maxb.电流额定值的确定

7、电网电压为380V，变频装置设计容量37KVAP?0I0（20）U0?0.9Uin（21）I0?IC/1.5?1.4（22）?式中，P为变频装置容量；0.9为电网电压向下的波动系数；1.5为过载容量系数；9II1.4为9