一种基于boost斩波技术的变频稳压控制系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种稳压系统，属于电气自动化领域，尤其涉及一种基于boost斩波技术的变频稳压控制系统。本实用新型专利技术主要包括上位机、PLC可编程控制器1、变频系统2、CC-LINK现场总线6、远程监视5、调速器10及boost压频控制转换电路；PLC可编程控制器1通过CC-LINK现场总线6以通讯方式和变频系统2连接；PLC可编程控制器1的信号输入端分别与能量储存信号、能量释放信号、和报警信号连接，然后通过CPU13对输入的数据进行运算、处理；系统稳压输出通过V/F转换电路24实现。本实用新型专利技术具有良好的滤波性能，并且节能效果良好，还具有较好的静、动态性能，实现了实时监控，提高控制信号发出的准确性和可靠性。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及ー种稳压系统及其控制方法，属于电气自动化领域，尤其涉及一种基于boost斩波技术的变频稳压控制系统。
技术介绍
风カ发电机因风量不稳定，故其输出的是变化的交流电，需转变成交流220V市电，才能保证稳定使用。目前国内外在变频稳压控制系统方面，控制方法基于线性化模型实现最佳叶尖速比的跟踪，利用风速测量值进行反馈控制，或电功率反馈控制。但在随机扰动大、不确定因素多、非线性严重的风电系统，传统的控制方法会产生较大误差。在安全运行方面，控制可靠性稍差
技术实现思路
本技术针对上述现有技术中存在的问题，提供了一种基于boost斩波技术的变频稳压控制系统。目的是为了解决以往的购置费用相对较高、可靠性稍差、不确定因素多、非线性严重、以及产生较大误差等方面存在的问题。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是一种基于boost斩波技术的变频稳压控制系统，它包括PLC可编程控制器I :该系统主要包括上位机、PLC可编程控制器I、变频系统2、CC_LINK现场总线6、远程监视5、调速器10及boost压频控制转换电路；PLC可编程控制器I通过CC-LINK现场总线6以通讯方式和变频系统2连接；PLC可编程控制器I的信号输入端分别与能量储存信号、能量释放信号、和报警信号连接，然后通过CPU 13对输入的数据进行运算、处理；系统稳压输出通过V/F转换电路24实现。所述的远程监视5实施控制的步骤如下a.首先，V/F转换电路24由压频转换、稳态触发和PID控制三部分组成；b.软件上实现远程监视5能够在线实时监测，显示变频系统的运行エ况；c.整流电路输出的整流电压是脉动的直流电压，须通过滤波器18对该脉动的直流电压加以滤波；d.能耗制动电路20由制动电阻R和制动单元VT组成，使回馈逆变器的控制信号与电网电压同步，当电动机工作于发电状态而使直流母线电压Ud超过上限设定值Udh后，启动回馈逆变器，直流母线上的过电压回馈电网，迫使Ud回落；当电机工作于电动状态而使直流母线电压Ud小于下限设定值Udl后再关闭逆变器，为了避免回馈逆变器过于频繁地启动和关闭，使Um < Udh电压控制为滞环控制方式；e.当电压值偏离上下限时，系统发出报警信号；f.当电压值大于设定时，系统自动开始关闭。所述的压频转换部分包括LM331，LM331内部由输入比较器、定时比较器、R-S触发器、输出驱动管、复零晶体管、模拟基准电路和电流开关等部分组成；所述的输出驱动管采用集电极开路形式，可以通过选择逻辑电流和外接电阻，灵活改变输出脉冲的逻辑电平，以适配TTL、DTL和CMOS等不同的逻辑电路，以实现对IGBT的稳态触发。本技术的优点及效果是1、V/F转换电路使得模拟信号量较稳定的变成了数字信号量，所示波形平稳而且具有良好的滤波性能。2、V/F转换和PID控制较好实现了 boost电路在风カ发电系统中的电压提升，尽管输入电压随风速时刻变动，但输出电压时刻稳定在220V。3、采用电感的充放电原理，可以把电感释放的能量储存起来，达到良好的节能效果。4、控制系统具有较好的抗干扰能力，能较好地抵御来自电机内、外部參数变化的影响，具有较好的静、动态性能。5、实现了实时监控，运行人员将一目了然，并可以及时采取应对措施，将给变频系统调整在工作区的高效区内运行。6、简化了系统原有的控制环节，提高了控制信号发出的准确性和可靠性。7、该装置可以作为产品广泛生产，效益可观。附图说明图I是本技术系统结构示意图。图2是本技术boost稳压电路结构原理示意图；图中PLC可编程控制器I ;变频系统2 ；DA模块3 ；AD模块4 ;远程监视5 ；CC-LINK现场总线6 ;远程输入7 ;电机8 ;仪表9 ;调速器10 ;远程开关11 ;终端电阻12 ；CPU 13 ；网络模块14 ;通讯模块15 ;整流桥16 ;限流器17 ;滤波器18 ;指示灯19 ;能耗制动电路20 ;稳压电路21 ;蓄电池22 ;逆变桥23 ；V/F转换电路24。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本技术进ー步说明。一种基于boost斩波技术的变频稳压控制系统，它包括PLC可编程控制器I :该系统主要包括上位机、PLC可编程控制器I、变频系统2、CC_LINK现场总线6、调速器10和boost压频控制转换电路；PLC可编程控制器I通过CC-LINK现场总线6以通讯方式和变频系统2连接；PLC可编程控制器I的信号输入端分别与能量储存信号、能量释放信号、和报警信号连接，然后对输入的数据进行运算、处理；系统稳压输出通过V/F转换电路24实现。所述的ー种基于boost斩波技术的变频稳压控制系统的控制方法是对变频系统2的中间直流电压环节进行监测与控制，将能量储存、能量释放、飞轮转速、频率变换、开关信号、和报警信号送至PLC可编程控制器I的输入端；然后对输入的数据进行运算、处理，得到反馈能量；再根据反馈能量大小，由PLC可编程控制器I的输出端输出控制信号，远程监视5对PLC可编程控制器I程序录入和实施状态进行显示，通过远程监视5实施控制步骤，系统稳压输出通过V/F转换电路24实现。本系统使用的是电压型逆变器附加能量回馈装置，它能迅速吸收制动时在逆变器直流母线上产生的过电压能量，并逆变为交流电返回电网。I.电压相位同步控制能量回馈电路的设计首先保证回馈逆变器的控制信号与电网电压同步，并且当电动机工作于发电状态而使直流母线电压Ud超过上限设定值Udh后，启动回馈逆变器，直流母线上的过电压回馈电网，迫使Ud回落。当小于下限设定值Um后再关闭逆变器。为了避免回馈逆变器过于频繁地启动和关闭，使Um < Udh电压控制为滞环控制方式。2.回馈电流控制能量回馈过程中，回馈电流的大小首先必须满足能量回馈功率的要求，如果系统回馈功率小于电动机在再生状态的反馈功率，直流母线上的电压将继续升高。因此，逆变器回馈电网的功率应大于或等于电动机处于再生发电状态时的最大反馈功率。由于电网电压是一定的，所以，系统的回馈功率决定于回馈电流。同时，为防止冲击电流过大，也必须限制回馈电流。 本技术是按如下技术方案来实施的如图I所示，图I是本技术系统结构示意图。该系统以PLC可编程控制器I为控制核心，PLC可编程控制器I由CPU13、DA模块3,AD模块4、网络模块14、和通讯模块15组成。系统基于CC-LINK现场总线6组成了以PLC可编程控制器I、变频系统2、远程输入7、和终端电阻12为主要构件的现场网络结构。调速器10将模拟调速信号传送给AD模块4，PLC可编程控制器I的CPU13将转换后的数字信号进行处理、运算，再通过CC-LINK现场总线6传输控制信号给变频系统2，变频系统2硬件上通过压频转换，将稳定、快速、准确的控制电机8运行。另外，也可通过远程开关11开启远程输入7，从而控制变频系统2运行。当变频系统2带动电机8运行吋，PLC可编程控制器I将分别通过DA模块3和网络模块14，同时将运行的数据传输给仪表9和远程监视5。所谓的远程监视5是指人可以直接发出操控命令的计算机，屏幕上实时显示各种采集信号变化及计算結果，也可以存储历史数据。PLC可编程控制器I的AD模块4用来调节电机8转速，将已经储存的数据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于boost斩波技术的变频稳压控制系统，它包括PLC可编程控制器(I )，其特征在于 该系统主要包括上位机、PLC可编程控制器(I)、变频系统(2)、CC-LINK现场总线(6)、远程监视(5)、调速器(10)及boost压频控制转换电路； PLC可编程控制器(I)通过CC-LINK现场总线(6)以通讯方式和变频系统(2)连接；PLC可编程控制器(I)的信号输入端分别与能量储存信号、能量释放信号、和报警信号连接，然后通过CPU(13)对输入的数据进行运算、处理；系统稳压输出通...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋进良，孙长河，王舟宁，
申请(专利权)人：辽宁省电力有限公司，东北电力科学研究院有限公司，
类型：实用新型
国别省市：