[01454878]电力用户端高压大功率电动机转子变频节电系统

该项目为节能减排产品，涵盖电力拖动、自动化等多个技术领域，所属学科为电气工程。风机和水泵等使用数量众多，耗电量巨大，存在严重的节流损耗，如果对风机、水泵进行调速，则可以取得很好的节能效果，且在节电率相同的情况下，电动机的功率越大其节能潜力也越大，节能效果就更加显著。目前用于高压大功率电动机的调速技术有定子侧调速的高压变频器及转子侧调速的转子变频。但对于风机、水泵等调速范围不大、系统动态性能要求不高的场合，性价比较高的则是转子变频器。但是传统转子变频存在测速方法不准、调速不稳定、故障率高等不足。为此，上海电力学院研究团队在传统转子变频研发基础上，整合学术、行业等多方面的资源进行研发，从测速方法、控制策略及主电路拓扑等技术使转子变频调速系统上升一个台阶，并得到用户认可，项目技术具有较好的技术成熟性。具体表现为:(1)测速方法利用斩波电抗器端电压实现测速技术突破，提升了转子变频调速的速度检测水平；(2)控制策略实行错相斩波数字式双闭环控制，提高调速的稳定性与精度；(3)拓扑电路引入PWM整流技术提升系统的功率因数与节能效果；(4)系统结构采用叠层母排及模块化，减少安装空间和提升装置的稳定性，并提高加工效率。经上海市科技情报所2010年)检素，该项目的测速技术、控制策略及拓扑结构在检索中未见相同报道，具有新颖性，填补了国内的空白；经上海市科委验收专家鉴定，该项目达到国内领先水平；经上海市质量监督检验技术研究院检验，该产品性能、技术指标与参数达到国家相关标准与要求；经企业推广与应用，节能效果显著，经济效益明显。该项目自主创新与集成创新内容如下:创新点1:利用斩波电流理论计算的无速度传感器测速技术，提高测速方法的精确度度；创新点2:采用错相斩波的数字式双闭环控制控制策略，不仅提高了等效开关频率，减少了直流电流脉动，还提高了调速的稳定度；创新点3:采用PWM整流结构的主电路拓扑，不仅可以进行快速的过流保护，有效防止系统电网掉电时容易发生的逆变颠覆故障，还可以提高功率因数。创新点4:系统结构上采用叠层母排与模块化结构，不仅减少了大电流铜排的发热及涡流损耗，还提高了系统加工效率与装置的稳定性。该项目从测速技术、控制策略及主电路拓扑等技术纵向完成了传统转子变频技术的提升:获得实用新型专利3项，1项软件著作权，受理发明专利2项，在国内外期刊发表论文10多篇，EI检索3篇；经上海市科委验收专家鉴定以及上海市科技情报所检索，该项目技术水平达到国内领先；通过长沙市泓泽电力技术有限公司、上海锐帕节能科技有限公司的推广应用，在国内火电、水泥等行业成功应用，三年来新增产值1.5亿元，节约资金4500多万元，机组节电率达到30%，三年来共节电8600多万度，降低企业用电成本，为社会实现了节能减排，具有极强的市场竞争力和明显经济效益与重要的社会效益。