亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        鍋爐軟化水設(shè)備的供電電源設(shè)計

        2021-01-16 08:52王世慶
        現(xiàn)代電子技術(shù) 2021年2期
        關(guān)鍵詞:軟化水矢量波形

        許 麗,王世慶,宋 黎

        (成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院,四川 樂山 614000)

        0 引 言

        隨著現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展,工業(yè)鍋爐的使用率越來越高。一般的鍋爐軟化水的處理過程分為以下幾個步驟:首先,進行水質(zhì)的反洗,從底部洗入,從頂部流出,沖走比較大的雜質(zhì)和顆粒;再注入清洗劑,普遍使用的是鹽,讓鹽水慢速流過罐體底部,這一過程也稱之為吸鹽[1];接下來進行慢清洗,用原水以同樣的速度把罐體中的鹽沖洗干凈,值得注意的是,這個過程會導(dǎo)致原水中大量的鈣鎂離子被鈉離子代替;為了得到更軟化的水質(zhì),最后要采取快速沖洗的方法,把罐體中存在的鹽分徹底的沖洗干凈,從而得到理想的水質(zhì),滿足達標(biāo)軟水的參數(shù)要求[2]。

        天然水中含有鈣、鎂等硬度離子,當(dāng)這些硬度比較大的離子進入鍋爐中經(jīng)過升溫、升壓濃縮之后就會形成堅硬的水垢,隨著水垢的不斷增加,就會腐蝕鍋爐鋼板,影響鍋爐的使用率。同時燃料的需求量增大,導(dǎo)致鍋爐的使用壽命變低,更為嚴(yán)重的是,會給整個鍋爐的操作使用過程帶來危害[3]。

        所以鍋爐必須具備去掉這些硬離子的軟化設(shè)備,只有軟化水設(shè)備正常運行,才能保證鍋爐運行的安全性和經(jīng)濟性。隨著鍋爐的不斷推廣使用,軟化水設(shè)備也變得越來越重要,在整個軟化設(shè)備的供電系統(tǒng)中,傳統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)簡單,諧波含量高、導(dǎo)致輸出電壓隨負(fù)載波動變化大、限制器件使用效率等問題[4]。為了符合鍋爐軟化水設(shè)備的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn),整流器開始采用脈沖寬度調(diào)制(Pulse Width Modulation,PWM),其具備諧波含量低、功率因數(shù)大等特點,與傳統(tǒng)的整流以及相控方式相比較,PWM 控制技術(shù)采用的是斬波整流[5]。在整流器的輸入側(cè)采用的是電壓正弦波,無功功率低,對電網(wǎng)幾乎不會產(chǎn)生諧波影響,而且反應(yīng)速度快,工作效率高。這些特點為鍋爐軟化水設(shè)備的反洗、慢沖洗及快沖洗階段都提供了可靠的電力保障。隨著相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)成熟度的不斷提升,PWM 整流技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于越來越多的鍋爐軟化水設(shè)備中[6]。國內(nèi)在相關(guān)領(lǐng)域的研究起步較晚,但進步較快,在鍋爐軟化水設(shè)備中所采用的高性能PWM 整流技術(shù)具有重要的研究意義。

        1 供電系統(tǒng)控制技術(shù)

        傳統(tǒng)的軟化水設(shè)備中所涉及到的PWM 整流電源實現(xiàn)的核心技術(shù)是對電路的直流側(cè)輸出電壓和交流輸入功率因數(shù)的控制,目標(biāo)是保證電壓的穩(wěn)定或功率因數(shù)盡可能高。從開關(guān)邏輯形成的角度來說,PWM 整流電源控制技術(shù)主要包括:矢量脈寬調(diào)制,在dq 坐標(biāo)變換的基礎(chǔ)上,通過對有功電流、無功電流的控制實現(xiàn)對輸入電流的控制[7]。在鍋爐軟化水設(shè)備中,電壓型PWM 整流結(jié)構(gòu)相對電流型PWM 整流結(jié)構(gòu)具有更加明顯的優(yōu)勢,所以選擇三相電壓型PWM 整流結(jié)構(gòu)作為所研究的PWM整流電源的主電路拓?fù)鋄8]。

        在軟化水的過程中,為給設(shè)備提供穩(wěn)定持續(xù)的電能,利用矢量空間的坐標(biāo)變換原理對PWM 整流電源的工作原理進行分析,建立整流電源的數(shù)學(xué)模型。其開關(guān)頻率遠(yuǎn)高于供電的工頻電壓頻率。在建立數(shù)學(xué)模型時,可以僅考慮低頻模型。由坐標(biāo)變換理論,PWM 整流電源的三相變量變?yōu)閮上嘧兞?,將使控制系統(tǒng)的設(shè)計和分析大為簡化,但dq 坐標(biāo)系的變量存在耦合,需要解決解耦的問題[9]。SPWM(正弦波PWM 調(diào)制)是利用三相交流電調(diào)制成三相對稱正弦波形,而SVPWM(電壓空間矢量控制PWM 調(diào)制)是利用空間矢量計算的原則,把8 個基本的電壓矢量合成為一個期望的電壓矢量,并根據(jù)矢量狀態(tài)來決定開關(guān)管的開關(guān)狀態(tài)。這一方法大大提高了電壓利用率,節(jié)約了電能[10]。在鍋爐軟化水設(shè)備的使用中,利用SVPWM 技術(shù)實現(xiàn)對電能的調(diào)制,要實現(xiàn)SVPWM 首先要判斷電壓矢量區(qū)域,再結(jié)合每個矢量的占空比來確定各個基本矢量對應(yīng)的開關(guān)狀態(tài)和作用時間。其中,明確矢量的作用順序是非常關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié),如果不合適就會引起大量的諧波以及開關(guān)損耗的增加,從而導(dǎo)致軟化水設(shè)備無法得到穩(wěn)定持續(xù)的電能,從而影響軟化水的質(zhì)量,也會損耗鍋爐的使用壽命[11]。所以,為了降低諧波含量,降低開關(guān)損耗,確定電壓矢量的輸出順序應(yīng)該遵循以下規(guī)律:

        1)在一個采樣周期內(nèi),矢量輸出次序產(chǎn)生的波形是中心對稱的;

        2)每個橋臂的狀態(tài)不能躍變,只能通過插入零矢量來過渡。

        對于三相電壓型PWM 整流電源整體上采用經(jīng)典的電壓電流雙閉環(huán)PI 控制算法,外環(huán)為電壓控制,采集到的電壓與給定電壓的偏差經(jīng)過PI 控制單元得到的輸出作為q 軸給定電流,d 軸電流分量為0,即d 軸電流解耦控制[12]。

        2 仿真實驗

        PWM 整流電源的主電路為三相電壓型PWM 整流結(jié)構(gòu),在Matlab/Simulink 軟件中,三相交流電壓源使用AC VoltageSource 模塊,設(shè)置電壓幅值110V,工頻50 Hz,初始相位[3]依次為0°、120°、-120°。整流開關(guān)管部分采用快恢復(fù)二極管,電容大小為3 mF,供電系統(tǒng)等效電阻為0.1 Ω、等效電感為0.01 H,負(fù)載電阻暫定為55 Ω。為了便于觀測和接入輸入電壓、輸入電流,采用VIMeasurement 模塊,A,B,C 端口分別與三相交流電壓源的一端連接,另一端與三相串聯(lián)等效電感和等效電阻連接。該模塊的Vabc端、Iabc端直接接入PI 控制模塊以及Scope 模塊,用于觀測輸入供電電壓和電流。CurrentMeasurement 模 塊 與 輸 出 負(fù) 載 串 聯(lián) 、VoltageMeasurement 模塊與輸出負(fù)載并聯(lián),并接入Scope模塊,從而可以觀測輸出電壓和電流。PWM 整流電源的主電路仿真如圖1 所示[14]。

        圖1 PWM 整流電源主電路仿真

        SVPWM模塊用于產(chǎn)生PWM控制觸發(fā)波形,作為6個開關(guān)管的驅(qū)動信號,其封裝之后的輸入包括采集的三相電壓型PWM 整流電路的實時直流電壓信號、PI 控制模塊輸出的兩相靜止坐標(biāo)系上的兩路電壓,輸出為脈沖驅(qū)動信號[15];包括基本扇區(qū)判斷模塊、通用變量計算模塊、非零矢量作用時間計算模塊、全部矢量作用時間計算模塊、電壓空間矢量切換點計算模塊等[16]。

        完成所述PWM 整流電源的建模過程后,在Matlab/Simulink 軟件界面中,將仿真時間設(shè)置為0.06 s,仿真步長ode23,進行離散運算[17]。在主電路加入階躍信號模擬斷路器(Breaker)開關(guān)閉合前后的狀態(tài),Breaker 開關(guān)閉合為帶負(fù)載狀態(tài),Breaker 開關(guān)斷開為空載狀態(tài),設(shè)置Breaker 開關(guān)在0.15 s 時閉合,即電源在0.15 s 時從空載狀態(tài)轉(zhuǎn)入帶載狀態(tài)。單擊菜單欄的運行按鈕,輸出仿真波形。電壓仿真波形如圖2 所示。

        圖2 三相變兩相電壓仿真波形圖

        圖2 中兩個電壓的峰值仍然保持不變,但2 個波形的初始相位角發(fā)生變化,并且2 個波形相隔90°,說明三相電壓矢量已被分解為兩相相互垂直的電壓矢量,仿真波形與所分析的結(jié)果保持一致。Breaker 的開關(guān)階躍信號、三相電壓型PWM 整流電源的輸出直流波形如圖3所示。其中,階躍信號在0~0.15 s 期間保持為0 V,在0.15 s 之后保持為9 V,表示0.15 s 之后開關(guān)閉合。

        圖3 斷路器開關(guān)階躍信號及輸出直流電壓仿真波形

        由圖3 可以看出,空載狀態(tài)下,三相電壓型PWM 整流電源的直流輸出電壓由0 開始上升,經(jīng)過短暫超調(diào)趨于穩(wěn)定,帶載后,三相電壓型PWM 整流電源的直流輸出電壓幾乎沒有波動,穩(wěn)態(tài)時的數(shù)值與給定的500 V 直流電壓保持一致,靜態(tài)誤差小。

        由此可見,本文所建立的三相電壓型PWM 整流電源模型滿足理論分析所得到的規(guī)律,并且所選擇設(shè)計的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和空間電壓矢量控制、電流內(nèi)環(huán)解耦控制策略在鍋爐軟化水設(shè)備中具有一定的實用性,完全能夠滿足軟化水設(shè)備供電電源各個階段的控制需求。

        3 實驗結(jié)果分析

        為了進一步驗證理論仿真分析結(jié)果,在實驗中選取實時整流快恢復(fù)二極管fr107,IXFK24N100 濾波電容器,其典型參考值為760 pF,滿足電路開關(guān)頻率要求,在實驗中負(fù)載為感性負(fù)載,q 軸實際電流波形如圖4 所示,圖5 是輸出電壓波形。反應(yīng)電路特性的這些主要波形與仿真、理論分析所得結(jié)論基本一致。

        圖4 q 軸電流波形

        圖5 輸出直流電壓波形

        4 結(jié) 語

        利用SVPWM 整流技術(shù)進行全面調(diào)研、分析,研究最優(yōu)的電源主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和PWM 控制策略、PI 控制策略,對p 軸、q 軸電流解耦控制方法進行論述,最終確定PWM 脈沖生成、雙閉環(huán)控制單元的基本實現(xiàn)原理。并使用Matlab/Simulink 仿真軟件,開展建模和仿真分析工作,同時通過實驗平臺進行大量的實驗調(diào)試,實現(xiàn)了主要波形與仿真結(jié)果,理論分析基本一致。驗證了所研究的三相電壓型PWM 整流電源能滿足鍋爐軟化水設(shè)備的需求,有良好的控制性能,不僅提高了水質(zhì),還延長了鍋爐的使用壽命。

        猜你喜歡
        軟化水矢量波形
        矢量三角形法的應(yīng)用
        開式循環(huán)冷卻軟化水品質(zhì)提升的措施與應(yīng)用
        機泵軟化水站在煉油裝置中的應(yīng)用
        對《壓力容器波形膨脹節(jié)》2018版新標(biāo)準(zhǔn)的理解及分析
        軟化水處理系統(tǒng)的設(shè)計策略
        基于LFM波形的靈巧干擾效能分析
        基于矢量最優(yōu)估計的穩(wěn)健測向方法
        基于ARM的任意波形電源設(shè)計
        三角形法則在動態(tài)平衡問題中的應(yīng)用
        大連臺使用CTS-1記錄波形特點
        午夜精品久久久久久毛片| 啪啪视频免费看一区二区| 亚洲av毛片一区二区久久| 亚洲不卡高清av网站| 成人欧美日韩一区二区三区| 特级毛片a级毛片免费播放| 亚洲无线码一区二区三区| 天堂新版在线资源| 无码欧亚熟妇人妻AV在线外遇| 激,情四虎欧美视频图片| 精品国产一区二区三区男人吃奶| 日本最新视频一区二区| 三年的高清电影免费看 | 乱码一二区在线亚洲| 国产丝袜精品不卡| 亚洲av男人免费久久| 少妇被猛烈进入到喷白浆| 欧美嫩交一区二区三区| 成人激情五月天| 亚洲欧洲日产国码久在线观看 | 丝袜美腿亚洲综合在线播放| 亚洲成a人v欧美综合天堂| 精品久久久久久中文字幕大豆网| 欧美综合图区亚洲综合图区| 国产综合一区二区三区av | 92午夜少妇极品福利无码电影| 亚洲av伊人久久综合密臀性色| 免费在线观看一区二区| av中文字幕在线直播| 最近免费中文字幕中文高清6| 97久久精品亚洲中文字幕无码| 国产精品户露av在线户外直播| 手机在线中文字幕国产| 虎白m粉嫩小在线播放| 久久综合给合综合久久| 亚洲Va中文字幕久久无码一区| 亚洲av国产大片在线观看| 国产熟女盗摄一区二区警花91| 国产激情久久久久影院老熟女免费| 久久97精品久久久久久久不卡| 蜜桃av噜噜一区二区三区香|