双机互馈交流测功系统的优化研究

摘要

电力测功系统是用于电机功率、带负载能力测试的一种新型的电机测试系统，一方面易于实现节能，另一方面很大程度的提升了测功机系统的动态性能和稳定性，是传统电机测试系统的理想替代品。本文在分析了不同种类电力测功机特点的基础上，优化设计了一种双机互馈交流测功系统，选择公共直流母线能馈方式作为本系统的能馈方案，方案中使用具有结构简单、运行可靠等优点的鼠笼式异步电机作为测功电机，将测试所产生的能量回馈到直流母线供电机测试使用，达到高效、节能的目的，具有较高的应用价值，同时针对突加、突减负载时引起直流母线电压波动较大的问题，本文通过研究直流母线电压波动对逆变器输出和电机性能的影响，提出了改进的控制方法，提高了系统的抗扰动能力和稳定性。 通过对异步电机传统频差控制方法的分析和研究，针对其计算冗杂且精度差的缺点，本文通过分析T型等效电路与双机对拖系统的转差率关系，建立了更易于计算的改进的频差算法。同时针对改进的算法提出了转矩转速双闭环控制策略，使用PID控制器进行转速闭环控制，使用模糊自整定PID控制器作为转矩外环调节器，同时找到了模糊规则，并不断修正模糊规则表和隶属度函数，从而获得更快的转矩响应速度，有效的提高了系统的动态性能。 用Matlab的Simulink工具箱搭建了测试系统的仿真模型，对测试系统的两种工作状态即恒转速调转矩和恒转矩调转速状态分别进行了仿真研究，并针对系统的加载能力与其它同类系统进行对比，验证了频差加载方案的可靠性和高效性。 在理论分析和仿真研究的基础上，完善了双机互馈对拖交流测功系统，通过实验进一步验证了优化后双机互馈交流测功系统方案的可行性。

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