泵站电机交流励磁调速的控制技术

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为减少洪涝灾害，我国在大江大河流域建设了许多电力排灌站。一般电力排灌站设计为固定扬程。在洪涝期间，外江水位超过设计扬程时，泵站被迫停机，使内河渍水不能及时排出，给国家和人民财产带来严重损失。如果此时能使电机超同步运行如提速5％，则水泵扬程可提高10％左右，这可在很大程度上解决水泵因外江水位过高而被迫停机的问题，减少内河涝灾损失。因此实现此类电机的超同步运行具有很大的社会与效益。

由于泵用电动机定子侧供电电压为高压，在定子侧采用变频调速时，调速设备价格昂贵，且升速受供电电压限制。如采用双馈调速，则因泵机要求调速范围有限（仅为±10％），变频设备容量比在定子侧调速要小得多，经济上合算。采用双馈调速的另一个重要优点是：它从电网吸收的无功功率可通过调节励磁电流的大小及相位进行调整，即电机的功率因数可调，还可进相运行。由于该类泵站机组数量大，所以采用此技术以后，对节约电能及改善当地电网功率因数将起到重要作用。

交流励磁双馈调速电机转子变频器既可选用交直交变频器，也可选用交交（AC/AC）变频器。由于交交变频器低频运行时性能优于交直交变频器，因此泵站电机双馈调速采用交交变频是十分合适的[1][2][3]。本文介绍采用三相零式交交变频、以16位单片机为控制核心并采用现场可编程芯片作为存储器与逻辑电路实现的调速系统设计方案，提出了以期望的功率因数为参数、对转速进行反馈调节时转子电流幅值、相位等给定值的计算方法，给出了系统的软硬件设计。