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直流调速系统的电压暂降设备敏感度研究

 电能质量是21世纪现代电网的关键特征之一。作为电能质量一个重要方面,电压暂降(也有称电压凹陷或电压骤降), 是指在工频条件下电网电压有效值(RMS)快速下降到额定值的10%~90%范围内,其典型持续时间为半个工频周期到数秒钟[1]。近年来, 由于敏感供用电设备的大量应用,电压暂降给电力系统和用户造成了一系列严重问题。幅值略低于80%、持续几个周波的电压暂降就会导致部分计算机设备和电子设备跳闸,电压暂降还会引起三相变压器、感应电机、风力发电双馈发电机、交直流调速系统以及不同各类工业设备的运行异常,电压暂降给大量电力系统和用户造成了重要影响[2]。由于自动化过程中电压敏感负荷激增,电压暂降给工业用户带来巨大经济损失。据有关文献统计,近年来电压暂降问题已占所有电能质量问题的70%-90%,而其引起的用户投诉占所有电能质量问题投诉数量的80%以上,已成为国内外电工领域的一项重要研究课题[3-5]。

直流调速系统

直流调速系统具有过载能力大、调速平滑及能承受频繁的冲击负载等优点,较好地满足了实际生产过程中的各种运行情况,为调速系统的重要形式之一[6]。然而,电机受电压暂降的影响较大,其许多运行特性都对其输入电压较敏感。邓建国等[7]基于感应电动机的等效模型,通过仿真方法研究了电压暂降下三相感应电动机的瞬态过程,发现暂降幅度对冲击电流和冲击转矩大小的直接影响规律。异步电动机的各种运行特性受电压暂降的影响也较大,包括转矩、运行效率[8-9]。考虑无刷直流电机及驱动电路的模型,文献[10]研究了电压暂降对无刷直流电机驱动的动态特性影响。
本文将主要分析直流调速系统的电压暂降设备敏感度。首先分析直流调速系统的传递函数,建立其系统模型,然后对该调速系统的电压暂降设备敏感度进行研究,分析该系统对不同电压暂降特征量的设备敏感度,对转矩、转速、电枢电流等运行特性进行敏感度研究。
 

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