沈阳远大超稳型特种变频成功应用于FL-13风洞

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沈阳远大超稳型特种变频成功应用于FL-13风洞

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近日,由沈阳远大电力电子科技有限公司（下称远大）创新研发的超稳型风洞高压变频电源顺利通过了业主领导及专家团队的验收，其控制工艺达到国际一流水平，从技术上填补了国内空白。

中国空气动力研究与发展中心的FL-13风洞是一座开路式、闭口串行双试验段大型低速风洞，该风洞风机段内有三台品字形排列的风机装置，全长19米，改造前每台风机由一台功率为2600kW直流电动机驱动，驱动装置是自行改造的全数字直流调速系统。直流调速系统虽有调速性能好的优点，但缺点明显：速度反馈调节易失控，产生振荡；由于可控硅导通角不一致，致使三相电不平衡，经常引起过载跳闸，特别是在模型大攻角下出现机会较多；各参数调整电位计松动，很难调节；元器件老化，没有备件，维修困难。此次业主技术改造升级公开招标，发布了使用交流传动系统替换直流调速系统的技术改造升级需求，意在解决固有问题同时提高技术指标。此次招投标过程中，远大以技术分第一、综合得分第一中标此总包技改工程项目。

此次业主提出的摸高指标中，“冲击风洞调速系统最高指标5rpm阶跃2秒恢复”是重中之重。这个指标标志了一个风洞实验室的极限飞行器性能实验能力，其中的调速控制技术，不仅远高于国内业界现有的最高水平，更是在国际上具有一流竞争力，是一个不折不扣的“大国工程”和“核心技术”。当下，国际一流品牌和国内一流品牌的交流传动可以将此时间控制在10秒到15秒之间，更高水平的控制技术存在国际技术封锁，而在大攻角试验中，10秒以上的恢复时间难以满足要求，国内各大功率交流调速系统尚未有先例可以将此时间缩短。此外，本次总包工程中，90天工期内需要对原有直流调速系统进行拆除、厂房修缮与电缆敷设、新设备安装调试，对工程管理和技术能力也是一项巨大挑战。

针对阶跃恢复的重点问题,近年来远大在对有速度传感器的高压变频电源控制功能分析中发现，使用模型参考自适应的方法，结合新型控制芯片的快速迭代学习、训练计算能力，可以同时兼顾低速大转矩运行、高转速稳态精度和极短动态响应时间，达到理想的恢复时间效果。而且，研发人员通过配合使用带微分调节的双曲线给定方法，将超调量控制在1‰范围内，使风洞动力控制性能更进一步，达到国内领先、国际一流标准。

在本次技改项目施工调试中，远大的工程人员和技术人员通力配合，夜以继日，在规定的90天时间内完成所有工程改造和技术改造、调试工作，完美完成了业主要求的试验项，达到交付的要求。

远大总经理刘荣峰介绍，“风洞调速系统最高技术指标5rpm阶跃给定转速恢复时间的，因为西方著名品牌做到10秒、15秒，因此被认为已经达到了极限，其实远非如此。如果我们不去尝试突破他们的封锁，我们的风洞动力系统就达不到他们的水平，现在这些核心技术都掌握在我们自己手里了”，“万分之二的稳态精度近几年有些厂家在提，但真正做到的很鲜有，我们做到了，风洞的精度做不了假，这是实打实的技术进步”，“我们不只在风洞动力系统这种高压变频应用上有独到之处，特种高压大功率传动、核电变频、柔性发电、飞轮储能、超高速电机控制等国内厂家不愿意去触碰的国际技术壁垒，我们在国内都走在前面，未来我们的眼光在国内，更在国际上”。

多年以来，国内高压变频行业难以摆脱低端应用、简配、价格战的恶性循环，而中高端的外资品牌的技术壁垒极高，国内产品一直在寻求突破口。本次风洞变频电源的突破，开创我国大型风洞变频电源的国产化之路，为我国电力传动及相关产业快速发展做出了重大贡献。