電力傳動公司實習報告

2021-09-27 12:51:06 字數 4858 閱讀 9112

3、電力傳動公司參觀;(暫定20周)

現代電力傳動的先進技術及裝置。

3.1電力電子與電力傳動專業的介紹

3.1.1電力電子與電力傳動簡介

電力電子與電力傳動是乙個與電能的變換、控制、傳送、儲存密切相關的應用型基礎學科,它綜合了電能變換、電磁學、電機學、自動控制、微電子技術及電子資訊、計算機等學科的新成就而迅速發展起來的交叉學科。 電力電子與電力傳動是電能工業與用電工業間的介面,對電能進行有效控制。電力電子與電力傳動是資訊、計算機控制與用電工業間的介面,對電能進行高質量的控制。

涉及到電路拓撲、自動理論、模電數電綜合知識,並且動手能力、實踐經驗在某種程度上決定了專案的成敗。世界頂尖的電力電子公司,如emerson、ge、simens、abb、philips、oslang等,當然還有一堆國內的公司,一般從事開關電源、ups、變頻器、無功補償、及有源濾波等等。

3.1.2專業特點

1、強電、弱電、控制相結合

2、 跨學科或邊緣學科

3、 發展迅速、與現代新技術緊密結合

4、廣闊的應用前景、生存空間

3.1.3電力電子與電力傳動系統的基本結構(加**4)

3.1.4主要研究方向

電力電子電路的拓撲變換與應用 ( 加**1)

主要研究ac/dc變換器、dc/dc變換器、dc/ac變換器、ac/ac變換器等新型拓撲結構及其控制方法。

電力電子裝置與系統(加**2)

主要研究如何合理選擇電力電子電路及控制方法,設計滿足不同工業場合需要的電力電子裝置及系統。

新能源和可再生能源利用(加**3)

主要研究如何將風能、潮汐能、生物能、陽光能等可再生能源變換成電能

3.1.5主要應用領域

一般工業:

交直流電機、電化學工業、冶金工業

交通運輸:

電氣化鐵道、電動汽車、航空、航海

電力系統:

高壓直流輸電、柔**流輸電、無功補償

電子裝置電源:

為資訊電子裝置提供動力

家用電器:

節能燈」、變頻空調、洗衣機

其他:ups、 航天飛行器、新能源、發電裝置

3.2如何學習本專業

乙個重要的問題是,電力電子是一門實踐性極強的學科,現在的大學老師或是畢業的學生,理論與實踐脫節的程度實在是太嚴重了,且不必說究竟有沒有了解一點點深入的基礎理論。 目標是培養具有一定的自然科學與人文社科學科知識與素質,能夠掌握電工、電子、資訊、控制與計算機應用專業知識,並具有較強的工程實踐能力,能承擔相關專業領域的工程設計、製造執行、技術開發、實驗分析、電子計算機應用和經濟管理的「應用型」高階工程技術人才。或者是能夠從事電氣工程及其自動化方面的研究、工程設計、科技開發、製造執行、實驗分析、經濟管理以及電子與計算機應用技術等領域工作的寬口徑「複合型」高階工程技術人才。

3.3中國礦大的電力電子傳動專業

「十五」期間,本學科以大功率傳動及自動化為主攻方向,繼承礦業特色,以解決行業重大理論與技術問題為目標,在科學研究、平台建設、成果轉化、人才培養等方面取得了長足的進步,獲得了豐碩的成果。

科學研究方面,共承擔了各類省部級以上科研專案32項,其中國家級專案12項,獲得各類省部級以上科研獎勵13項,國家發明專利1項,被sci、ei、istp收錄**共計159篇。經過「十五」建設,形成了有特色的「大功率全數字直流調速系統」、「大功率全數字交流調速系統」、「大功率開關磁阻電機調速控制系統」系列裝置,極大地推動了我國礦山大功率傳動裝備的技術進步;開發了「xbsg系列消弧線圈成套裝置」和「雜散電流防護系統」,很好地解決了礦山裝置的供電安全問題;開發了「礦井多**綜合業務數字網」相關技術,為礦山資訊化和大型傳動裝置的網路化控制創造了條件。科研成果轉化成績顯著,大幅度提高了我國礦山重大機電裝備的技術水平。

研究平台建設方面,通過「煤炭工業電力傳動與控制重點實驗室」、「江蘇省電力傳動與自動控制工程中心」的建設,以及 「十五」211工程建設的「現代電力傳動實驗室」專案,形成了實驗室面積4500m2,裝置總值2700萬元的科研環境,為開展大功率交直流傳動全數字控制理論與應用、礦用電力傳動系統及電氣安全理論、電力傳動網路化控制等研究提供了良好的研究平台。

學科隊伍方面,圍繞大功率交直流傳動全數字控制、開關磁阻電機及其控制、礦山動力系統安全理論與應用、安全生產監控技術四個研究方向,形成了以博士為主體的、中青年教授為骨幹的學術團隊。團隊有教授13名,副教授14名,其中博士學位獲得者21名,1人被評為首屆全國「百名名師」,1人獲「中國青年科技獎」並入選「教育部跨世紀優秀人才培養計畫」,19人次獲省部級科技人才稱號。

人才培養方面,五年來共招收博士研究生47人,畢業博士32名,招收碩士研究生78人,畢業碩士55名,出站博士後5人。積極開展教學研究,共獲得國家級教學獎勵4項,省部級教學獎勵18項。

對外交流方面,承擔了6項國際合作專案,與美國田納西大學、威斯康星大學、北卡萊羅納州立大學、德國柏林工業大學、加拿大new brunswick大學等多所國外大學及siemens、abb、ansaldo等國際公司開展了合作交流。

學科拓展方面,通過學科交叉,促進和支援了我校礦山安全、通訊與資訊、檢測與自動化裝置、計算機應用科學等學科的發展。

ascs-9開關磁阻電機全數字可逆調速系統

自動化產品包括:

礦井綜合自動化控制系統

主扇風機自動化控制系統

礦井主排水自動控制系統

礦井供電自動化控制系統

公司產品已經在全國13個省的116個礦井得到成功應用近200套,在高效能礦井提公升機領域形成了和西門子、abb三分市場的局面。

5應用場合:用於礦井提公升機、鋼廠軋機、水泥廠球磨機、油田鑽機等裝置的傳動與控制。

3.5有關電力電子及電力傳動研究動態。

隨著電力電子技術及大規模積體電路、微處理器控制技術的發展,功率半導體電力變換技術也得到迅速發展。20世紀60年代後半段開始,功率半導體器件從scr(普通閘流體)、gto(門極可關斷閘流體)、bjt(雙極型電晶體)、mosfet(金屬氧化矽場效電晶體)、sit(靜電感應電晶體)、sith(靜電感應閘流體)、mgt(mos控制電晶體)、mct(mos控制閘流體)發展到igbt(絕緣柵雙極型電晶體)、hvigbt(耐高壓igbt)。器件的每一次更新都為電力變換技術的發展注入新的活力。

作為聯絡弱電與強電的紐帶,電力變換技術提供了控制電功率流動與改變電能形態的有力手段,輸出適合其負載的最佳電壓和電流,以達到滿足工業技術要求和節約能源的目的。電氣傳動是電力變換技術最重要的應用領域之一。電氣傳動裝置的應用範圍小至機械人中精密的、高精度的位置控制,大至流量可調的大型水幫浦、風機的調速驅動,功率範圍從數瓦至數兆瓦。

電力電子變流器作為輸入功率與電動機之間的介面裝置,控制電動機的轉速或轉子位置,以滿足被電動機驅動的機械裝置的需要。

隨著交流電動機調速理論的突破和調速裝置(主要是變頻器)效能的完善,電動機的調速從直流發電機-電動機組調速、閘流體可控整流器直流調壓調速逐步發展到交流電動機變頻調速,而且隨著控制技術和控制手段的不斷提高,變頻調速又由vvvf(variable voltage variable frequency)控制的pwm(pulse width modulation)變頻調速發展到向量控制(vector or field-oriented control)、直接轉矩控制(direct torque and flux control——dtc)變頻調速,提高了變頻器的動、靜態特性,使得交流電動機變頻調速效能大大提高。在高效能的變頻調速控制系統裡,轉速(位置)閉環控制環節是必不可少的,通常採用與電動機同軸安裝的機械式轉子速度(位置)感測器,如光電編碼器,旋轉變壓器等,但這些機械式轉子速度(位置)感測器有機械安裝、使用環境、電纜連線等諸多應用限制,其可靠性受到很大影響。為了克服機械式轉子速度(位置)感測器安裝帶來的種種缺陷、簡化硬體系統、減少裝置故障率,在向量控制、直接轉矩控制變頻調速的基礎上又發展了無速度(位置)感測器的變頻調速。

近年來,這項研究已經成為交流傳動領域的乙個新的熱點問題。

交流傳動系統之所以發展得如此迅速,和一些關鍵性技術的突破性進展有關。它們是功率半導體器件(包括半控型和全控型)的製造技術、基於電力電子電路的電力變換技術、交流電動機控制技術以及微型計算機和大規模積體電路為基礎的全數位化控制技術。為了進一步提高交流傳動系統的效能,國內外有關研究工作正圍繞以下幾個方面展開:

1. 採用新型功率半導體器件和脈寬調變(pwm)技術

功率半導體器件的不斷進步,尤其是新型可關斷器件,如bjt(雙極型電晶體)、mosfet(金屬氧化矽場效電晶體)、igbt(絕緣柵雙極型電晶體)的實用化,使得開關高頻化的pwm技術成為可能。目前功率半導體器件正向高壓、大功率、高頻化、整合化和智慧型化方向發展。典型的電力電子變頻裝置有電壓型交-直-交變頻器、電流型交-直-交變頻器和交-交變頻器三種。

電流型交-直-交變頻器的中間直流環節採用大電感作儲能元件,無功功率將由大電感來緩衝,它的乙個突出優點是當電動機處於制動(發電)狀態時,只需改變網側可控整流器的輸出電壓極性即可使回饋到直流側的再生電能方便地回饋到交流電網,構成的調速系統具有四象限執行能力,可用於頻繁加減速等對動態效能有要求的單機應用場合,在大容量風機、幫浦類節能調速中也有應用。電壓型交-直-交變頻器的中間直流環節採用大電容作儲能元件,無功功率將由大電容來緩衝。對於負載電動機而言,電壓型變頻器相當於乙個交流電壓源,在不超過容量限度的情況下,可以驅動多台電動機併聯執行。

電壓型pwm變頻器在中小功率電力傳動系統中占有主導地位。但電壓型變頻器的缺點在於電動機處於制動(發電)狀態時,回饋到直流側的再生電能難以回饋給交流電網,要實現這部分能量的回饋,網側不能採用不可控的二極體整流器或一般的可控整流器,必須採用可逆變流器,如採用兩套可控整流器反併聯、採用pwm控制方式的自換相變流器(「斬控式整流器」或「pwm整流器」)。網側變流器採用pwm控制的變頻器稱為「雙pwm控制變頻器」,這種再生能量回饋式高效能變頻器具有直流輸出電壓連續可調,輸入電流(網側電流)波形基本為正弦,功率因數保持為1並且能量可以雙向流動的特點,代表乙個新的技術發展動向,但成本問題限制了它的發展速度。

通常的交-交變頻器都有輸入諧波電流大、輸入功率因數低的缺點,只能用於低速(低頻)大容量調速傳動。為此,矩陣式交-交變頻器應運而生。矩陣式交-交變頻器功率密度大,而且沒有中間直流環節,省去了笨重而昂貴的儲能元件,它為實現輸入功率因數為1、輸入電流為正弦和四象限執行開闢了新的途徑。

電力公司實習報告

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