AMAT 0021-27154
日期:2018-10-8近年来,在三电平电路的基础上,又研究开发出了3种主要的拓扑结构:二极管嵌位式(DiodeClamped);飞跨电容嵌位式(Flying-Capacitors);具有分离直流电源的级联式(Cascaded-InverterswithSeparatedDCSources)。第三种拓扑结构就是本文研究的具有分离直流电源的级联多电平电路。级联多电平高压变频器是由多个低压功率单元串联而成,以3kV每相三单元为例,其主电路拓扑结构如图1所示,电压叠加原理如图2所示。由输入隔离变压器的二次侧绕组分别给九个功率单元供电,功率单元电路如图3所示,每个功率单元为三相输入、单相全桥输出的常规PWM型变频器,各功率单元独立产生0~577V输出电压,通过波形连续变换方法将所有功率单元输出电压叠加在一起,得到频率和大小均可连续调节的输出电压,相电压为0~1731V,对应的线电压为0~3000V.给功率单元供电的二次线圈采用多边接法,相互存在一个相位差,实现多重化串联整流供电以消除对电网的谐波干扰。
适用于多电平功率转换的控制方法有很多种,常见的有以下几种:优化阶梯波(单脉冲)脉宽调制技术阶梯波调制就是用阶梯波来逼近正弦波,优化阶梯波就是通过控制阶梯波的开关角度来消除和抑制低次奇次谐波。这种波形合成方法具有调制比变化范围宽、算法简单、通用性强等优点,可以在功率器件开关频率最低的情况下,实现变频器输出电压波形畸变最小的控制目标。
本系统动力学方程为二阶微分方程组,为了得到所示的仿真型式,本文采用状态方程,即用状态变量列出的一阶微分方程组来描述电梯系统,因动力学系统的数学模型都可以通过一组一阶微分方程来描述。制动时虽然受到惯性冲击,振幅并没有增加。因而,电梯提速改造后的振动位移S(1)曲线与提速改造前的情况类似,振动均处在同一数量级。(2)电梯提速改造前、后的振动速度曲线S分析。
改造前:在t1启动段~t2前段,振动速度趋于等幅(1.429cm/s)自由振动。随着时间t的增加,频率逐渐增加,振幅逐渐减小到1.041cm/s,制动时幅度出现1.22cm/s.
改造后:除振动速度一开始出现最大值1.084cm/s以外,其它时间段振幅均比较均匀,运行时振幅0.297cm/s,制动时开始振幅0.536cm/s,然后减小至0.357cm/s.
1)通过建立的电梯动力学方程计算出的电梯振动系统固有频率取值范围,证实了电动机的频率ω1和曳引轮的频率ω2均不在共振频率范围之内。
2)设计了一个具有普遍意义的电梯动力学仿真程序并利用此程序对电梯实例模拟仿真,结果呈现低衰减率自由振动形态;振幅均满足GB10058-1997和ISO2372等规定的有关振动参数要求,从理论上证明了改造电梯是安全可靠的。
3)提速改造后4年多来,电梯运行正常、可靠高效,实践证明了仿真结果与生产实际完全一致。
4)提速改造比更新变速系统单梯可节约开支7.5万元,经济上也非常合算。
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