控制技术管理论文精选(九篇)

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第1篇：控制技术管理论文范文

关键词：移相调控；单片机；电压斜坡起动；限流起动；软停车；节能运行

1概述

众所周知，三相交流异步电动机以其低成本，高可靠性和易维护等优点而在各行业中得到了广泛的应用。但是，它在直接起动时，存在着很大的缺点：首先，它的起动电流高达额定电流的5～7倍，既对电网造成了很大的冲击，又影响了电器控制设备的使用寿命，甚至影响到其它电气设备的正常运行；其次，起动转矩可达正常转矩的2倍，这会对负载产生冲击，增加传动部件的磨擦和额外维护。为此，出现了三相异步电动机降压起动设备。

图1智能电机控制模块结构图

传统的降压起动有以下几种方法:

1）在电动机定子电路中串入电抗器，使一部分电压降在电抗器上；

2）星形—三角形(Y—)转换降压起动，即起动时电机接成星形，起动结束后，通过一个转换器变成三角形接法；

3）补偿器起动（自耦变压器起动）。

传统的起动设备体积庞大，成本高，结构复杂，与负载匹配的电机转矩很难控制，也就是说很难得到合适的起动电流和起动转矩；而且在切换瞬间会产生很高的电流尖峰，由此产生的机械振动会损害电机转子，轴连接器，中间齿轮以及负载设备。

因此，就需要有一种能克服传统起动缺点的起动装置。银河公司开发生产的捷普牌新一代数字式智能电机控制模块，不但完全克服了传统起动的缺点，对各种起动方法做了进一步的改善和提高，而且还增加了很多其他功能，比如：节能运行，过流保护，过热保护，缺相保护等。

这种模块采用数码管显示，按键控制，整个起动过程全部由单片机按照预先设定的程序自动完成，操作极其方便。

用户通过按键调整参数设置，可以按实际情况选择不同的起动方式，能够很方便地控制起动电流，得到与负载相匹配的电机转矩。

2模块结构及电气原理

模块结构如图1所示。从图1可以看出，该模块的主电路与相控电路及单片机共同封装于同一壳体内，同时内置多个电流、电压传感器。用接插件将模块与控制盒连接在一起，实现各种功能的设置和显示。

主电路为6只玻璃钝化方形晶闸管芯片，通过一体化焊接技术，将其贴在DBC（陶瓷覆铜板）上，并与导热铜板焊接在一起。模块使用时，导热铜板与散热片通过导热硅脂紧密接触。这种结构使模块具有很高的绝缘性能和散热性能。

图2是模块电气原理方框图。移相控制电路部分是银河公司自主开发的JP-SSY01数字移相集成电路。该电路为SOP28封装，5V单一电源供电，全数字化处理方式，具有很高的移相精度及对称度。对控制端加0～10V电平信号，即可控制移相角度。

同步变压器输出同步信号给移相电路，其中另一路给单片机，作为单片机采集电压、电流信号的基准。这样，就克服了如果交流电频率变化带来的计算误差，提高了计算精度。

传感器包括电压传感器和电流传感器。两种传感器中均使用了霍尔元件，具有体积小、反应快、线形度高的特点，通过与模块结构的一体化设计，方便地置于模块内部。两种传感器将电压模拟量、电流模拟量传给12位高速A/D转换器，通过A/D转换，将相应的数字量传给单片机，以供单片机进行处理。

显示、控制部分采用串行口与单片机进行通信，这种通信方式大大减少了该部分与模块内部的连线。5个数码管显示，8个按键控制，使显示与控制直观、方便。

3主要功能

智能电机控制模块主要完成电压斜坡起动，限流起动，电压突跳起动，软停车，节能运行，过流、过热、缺相保护等功能。

3.1电压斜坡起动

如图3所示，系统首先给电机加一个电压Us，之后电压线性上升，从Us增加到最大电压Umax，即电网输入电压。Us由用户设定，可供用户选择的电压为80～300V。ts也由用户设定，可以在1～90s选择。在实际使用中，用户根据实际情况，例如电机功率大小、负载大小等，选择合适的参数，达到最佳起动效果。

这种起动方式的特点是起动平稳，可减少起动电流对电网的冲击，同时大大减轻起动力矩对负载带来的机械振动。

3.2限流起动

如图4所示，这种起动方式是由用户设定一电流值Ik，在整个起动过程中，实际电流不超过设定值Ik。Ik由用户根据实际负载大小自己设定。

限流起动可以使大惯性负载以最小电流起动加速，可以通过设置电流上限，以满足在电网容量有限的场合使用。这种起动方式特别适合于恒转矩负载。

3.3电压突跳起动

实际应用中，很多负载具有很大的静摩擦力。在电压斜坡起动方式中，电压是由小到大逐渐上升的。如果直接使用电压斜坡方式起动，在起动开始的一段时间内，因所加电压太小，克服不了负载的静摩擦力，电机不动，这可能会造成电机因发热而损坏的情况。电压突跳功能则解决了这个问题。在电机起动前，模块先输出一电压Ut，且持续一段时间tt，用以克服静摩擦力，待电机转动之后，再按照原设定方式起动，从而比较好地保护了电机，如图5所示。对于不需要该功能的负载，只要将tt设置为0即可。Ut可调整，范围是0～380V，tt可调整，范围是0～10s。

3.4软停车

如图6所示，按下停车键后，模块的输出电压立即下降到Up1，然后逐渐下降，经过时间tp后，下降到Up2，再立即下降到0。Up可调整，范围是100～380V；Up2可调整，范围是0～300V；tp调整的范围是0～90s。

软停车可以大大减少管道传输中液体的冲击。

3.5节能运行

对于大摩擦负载，由于起动电流大，需要功率较大的电动机，而在正常运行时，负载力矩比电动机额定转矩小得多，这就造成电动机轻载运行。对于间歇性负载，持续大电流的工作时间占整个工作周期很小一部分，从而造成轻载时无功损耗?浪费，使运行功率因数大大降低。智能电机控制模块通过检测电压和电流，根据负载大小自动调节输出电压，使电机工作在最佳效率工作区，达到节能目的。

3.6保护功能

共有三种保护功能：过流保护，过热保护，缺相保护。

在起动或者运行过程中如果出现上述三种故障之一，模块会自动断电，控制盒上的数码管会闪烁显示故障原因，待排除故障以后，按复位键即可恢复正常。

在上述保护中，过流保护值可调。

4实验情况及实际应用效果

我们对一只正在使用中的智能电机控制模块进行了实际测量并作了记录。所用负载为18.5kW风机，供电电压实际测量值为390V左右。

为了作一个比较，首先拆掉模块进行直接起动。合上空气开关后，电压立即上升到390V，电流快速上升到150A，持续一段时间，逐渐下降，最后稳定在30A左右。同时，可清楚地听到由于大电流冲击，使风机产生强烈的机械振动而发出的噪声。

然后接上智能电机控制模块，设置为限流方式起动，限流值为90A，打开节能运行。按下“起动”键，可观测到电流上升速度明显变慢，逐渐上升到90A，保持2～3s后，逐渐下降为30A。电压由0V缓慢上升到390V。起动时间为6s。在整个起动过程中，电机起动平稳，听不到机械冲击的噪声。15s后，电压逐渐下降为355V，电流不变，开始稳定运行。

数字式智能电机控制模块现已被广泛应用于各种生产领域和其他场合，实际应用效果如下：

1）降低了电动机起动电流；

2）避免了电动机起动时供电线路瞬间电压跌落，造成电网上用电设备、仪表误动作；

3）防止了起动时由于产生的力矩冲击，而使机械断轴或产生废品；

4）可以较频繁地起动电动机(软起动装置一般允许10次/h，而使电动机不致过热)；

5）对泵类负载可以防止水锤效应，防止管道破裂；

6）对某些工艺应用(如染纱机械)，可防止由于起动过快而产生染色不匀的质量问题；

7）对某些易碎的容器灌浆生产线，可防止容器破损；

8）适应供电变压器容量较低的场合(如注塑机)；

9）可以降低电网适配容量，节省增容费开支；

10）适用于需要方便地调节起动特性的场合。

第2篇：控制技术管理论文范文

1.1电力市场开放和能源政策的变迁随着社会对电力的依赖越来越大，电力市场的竞争又越发的激烈，然而电力的安全与布局分布发电等问题也愈发的严重，加上煤炭等资源的紧缺和环境污染等问题日益严重，国家大力推行新能源的开发与能源结构的优化，使得通过数字化控制的电网面临着极大的挑战。

1.2电网发展滞后与运行控制不协调无论是国外发达国家还是像中国这样发展比较快的国家，由于电网的基础设施建设比较老化、电网运行冗余度小，传统的电力系统不是通过整体的发展自上而下规划发展来的，而是在基础上一步步添加而来的，这就使得电网的发展比较落后，电网的运行控制也不协调。

2数字化在电网应用中的体系结构

2.1数字化电网的概念数字化电网是利用先进的数字化技术实现电网整体的经济、可靠、高效的运营。数字化电网需要与企业信息化相结合，通过自身的特点来达到相辅相成。数字化电网主要侧重电网规划、运营和运行过程中通过数字化对电网进行监控与控制。

2.2数字化电网的特点数字化电网具有自愈功能，能够通过自身的自动检测来不断地更新，保证电网的正常运行，这样的特点能够保证电网更经得起外部的安全攻击。数字化电网能够容纳各种发电形式，可以提供更高的电能质量，能够更好地对电力市场进行支持。

3通过数字化对电网信息集成

3.1数字化电网中信息集成的特点数字化电网中的信息主要通过采集装置从电网中获得，主要是通过国家电力调度数据网络与无线网络传输到调度控制中心。数字化电网中的数据有统一的模型，数据的存储按照统一的模型在信息平台中统一存储。

3.2以当前电网为基础实现数字化电网的信息集成数字化电网的建设并不是对电网进行全面改革，而是在原有电网基础上进行结构优化，有计划地对电网中的问题进行改良，想要实现数字化电网的信息集成，首先应当解决电网系统中存在的系统异构问题，然后按照统一的模型建立信息中心，目前我国主要对以下几点进行研究：

⑴建立统一的电网信息模型，完善开发的模型基础；

⑵发开高效的信息对接平台，解决系统间的交互困难；

⑶提取各系统之间的共同信息量，建立数据交换平台；

⑷规划生产调度信息平台，建立统一的信息中心。

4数字化在电力管理中的前景展望

如今社会对于电网的要求越来越高，人们急需一个更加智能更加可靠的电网，数字化电网的实现可以从根本上解决原有电力结构的不足之处，数字化电网的信息集成不会出现以前信息中的孤岛现象，而是以信息平台的方式提供信息中心，实现信息的横向和纵向的互联，数字化电网中的信息平台涉及到管理与维护，需要适当的考虑管理流程。

5结束语