项目基本情况Basic information of the project
本项目属于控制科学与技术、机械制造工艺与设备和电气工程领域。鉴定成果水平为该成果的源侧电流控制精度、无熔渣切割能力等技术指标达到了国际先进水平。
项目组深入研究了数字逆变电源的各方面技术,将工业生产实际与"十二五"、"十三五"着重强调的节能减排这一国家战略级需求相结合,研制出一套从工业电网到生产终端、适用于当代工业生产需要的数字化逆变电源系统性解决方案。相关技术应用于有源滤波器、数字化逆变式等离子弧切割装备、电磁加热装备等领域。本项目进行了数字化逆变电源通用性技术的理论建模、仿真和系统构建,将相关研究成果导入有源滤波器、数字化逆变式等离子弧切割电源和电磁加热电源技术的开发和应用。
本项目研究的数字化逆变电源技术及其推广应用具有如下创新:
设计了一种有源滤波器新结构,将传统有源滤波器中电流互感器数量减少1/2,大大简化了有源滤波器控制算法,从根本上降低了电流互感器故障引发滤波失效的风险,显著提高有源滤波器系统稳定性。
提出了一种可用于数字化逆变式电源进线侧滤波的源侧电流控制法,该方法只需检测电源侧电流即可实现谐波补偿控制,增强了控制系统的鲁棒性,不仅实现逆变式电源不受电网谐波干扰,又防止了逆变式电源对电网的谐波污染。
设计了一种应用于弧切割工艺参数解耦的融合控制器,实现多工艺参数并行解耦。将基于PID控制、模糊控制和神经网络控制的融合控制器,应用于等离子弧切割这一强耦合、非线性、非稳态和多工艺参数并行的工艺过程,可以将切割反馈数据和系统辨识结果纳入控制闭环,成功解决了传统单纯恒流闭环控制引发的切割质量不稳定问题,实现了弧切割设备切割质量和切割能力的显著提升。
提出了一种针对电磁加热温控速度和准确度的加热预测补偿算法,设计了无辨识自适应温度补偿控制器,解决了恒温控制过程中,测温热电偶深度区间和固有反馈误差带来的干扰问题,实现了预热时间缩短1/3,温度控制精度达到±3℃,电磁加热电源热效率达到96%以上。
本项目在项目起动以来,根据用户需求深度定制,不断拓展领域,目前已经在数字化等离子弧切割电源、电磁加热系统农用薄膜机组电磁加热系统、造粒机电磁加热系统等方向上取得市场突破,本项目成功推广应用于8家国内企业,各企业累积制造、销售、使用273套数字化逆变式电源及其衍生产品。2013年-2015年近三年,累积为企业新增利润1.1246亿人民币,为国家新增税收2303万人民币,通过质量合格率提升、开发周期缩短、返修率降低、企业用电量降低等节约支出方式,节支总额达2194万人民币。
管理团队与技术团队Management team and technical team
哈尔滨理工大学
效益分析Benefit analysis
该项目为储备库项目资源,暂无效益分析内容。