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沈陽遠大超穩型特種變頻成功應用于FL-13風洞

近日,由沈陽遠大電力電子科技有限公司(下稱遠大)創新研發的超穩型風洞高壓變頻電源順利通過了業主領導及專家團隊的驗收,其控制工藝達到國際一流水平,從技術上填補了國內空白。


中國空氣動力研究與發展中心的FL-13風洞是一座開路式、閉口串行雙試驗段大型低速風洞,該風洞風機段內有三臺品字形排列的風機裝置,全長19米,改造前每臺風機由一臺功率為2600kW直流電動機驅動,驅動裝置是自行改造的全數字直流調速系統。直流調速系統雖有調速性能好的優點,但缺點明顯速度反饋調節易失控,產生振蕩;由于可控硅導通角不一致,致使三相電不平衡,經常引起過載跳閘,特別是在模型大攻角下出現機會較多;各參數調整電位計松動,很難調節;元器件老化,沒有備件,維修困難。此次業主技術改造升級公開招標,發布了使用交流傳動系統替換直流調速系統的技術改造升級需求,意在解決固有問題同時提高技術指標此次招投標過程中,遠大以技術分第一、綜合得分第一中標此總包技改工程項目

         


此次業主提出的摸高指標中,“沖擊風洞調速系統最高指標5rpm階躍2秒恢復”是重中之重。這個指標標志了一個風洞實驗室的極限飛行器性能實驗能力,其中的調速控制技術,不僅高于國內業界現有最高水平,更是在國際上具有一流競爭力,是一個不折不扣的大國工程核心技術。當下,國際一流品牌和國內一流品牌的交流傳動可以將此時間控制在10秒到15秒之間,更高水平的控制技術存在國際技術封鎖,在大攻角試驗中,10秒以上的恢復時間難以滿足要求,國內大功率交流調速系統尚未有先例可以時間縮短。此外,本次總包工程中,90天工期需要對原有直流調速系統進行拆除、廠房修繕電纜敷設新設備安裝調試,工程管理和技術能力也是一項巨大挑戰。

針對階躍恢復的重點問題,近年來遠大在對有速度傳感器的高壓變頻電源控制功能分析中發現,使用模型參考自適應的方法,結合新型控制芯片的快速迭代學習、訓練計算能力,可以同時兼顧低速大轉矩運行、轉速穩態精度和極短動態響應時間,達到理想的恢復時間效果。而且,研發人員通過配合使用帶微分調節的雙曲線給定方法,將超調量控制在1范圍內使風洞動力控制性能更進一步,達到國內領先、國際一流標準


在本次技改項目施工調試中遠大的工程人員和技術人員通力配合,夜以繼日,規定90天時間內完成所有工程改造和技術改造、調試工作,完美完成了業主要求的試驗項,達到交付的要求。


遠大總經理劉榮峰介紹,“風洞調速系統最高技術指標5rpm階躍給定轉速恢復時間的因為西方著名品牌做到10秒15秒因此被認為已經達到了極限,其實遠非如此如果我們不去嘗試突破他們的封鎖,我們的風洞動力系統就達不到他們的水平,現在這些核心技術都掌握在我們自己手里了”,“萬分之二的穩態精度近幾年有些廠家在提,但真正做鮮有,我們做到了,風洞的精度做不了假,這是實打實的技術進步”,“我們不只在風洞動力系統這種高壓變頻應用獨到之處,特種大功率傳動核電變頻、柔性發電、飛輪儲能、高速電機控制等國內廠家不愿意去觸碰的國際技術壁壘,我們國內都走在前面,未來我們的眼光在國內,更在國際上”。



多年以來,國內高壓變頻行業難以擺脫低端應用、簡配、價格戰的惡性循環,中高端的外資品牌技術壁壘極高,國內產品一直尋求突破口。本次風洞變頻電源的突破,開創我國大型風洞變頻電源的國產化之路,為我國電力傳動及相關產業快速發展做出了重大貢獻。













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