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基于滤波器的隧道远程变频通风控制技术研究
| 论文题名： | 基于滤波器的隧道远程变频通风控制技术研究 |
| 关键词： | 公路隧道;通风系统;变频控制;滤波器 |
| 摘要： | 随着交通路网的不断建设、完善，我国已建成大量公路隧道。而在运营期间，隧道通风系统会产生巨大能耗，在实际应用中仍大量使用台数控制法对射流风机进行单台的直接启动/停止控制。目前低效、落后的通风控制手段不但浪费电能，也无法达到防灾救援的效果。为了提升公路隧道运营管理水平、降低运营通风能耗并提高通风防灾减灾能力，本文以重庆市科学技术委员会科研项日及招商局重庆交通科研设计院有限公司自研项目“公路隧道远程变频通风控制系统开发”为依托，采用理论分析、物理试验及数值分析的方法研究将变频技术运用到隧道通风系统中，并结合智能控制方法，形成隧道远程变频通风控制系统。本文主要做了以下几方面工作: ①针对国内外隧道工程展开调研，分析隧道通风方法及控制模式的发展现状，搭建公路隧道远程变频通风控制系统。 ②分别以CO/VI/风速值作为控制参数，提出基于模糊PID的公路隧道远程变频通风智能控制算法并验证其适应性。 ③分析变频器输出侧高次谐波及过电压的产生原理和抑制机理，提出消除谐波及过电压的有效滤波方法。 ④开展1∶1足尺隧道远程变频通风控制系统样机试验，通过测试有/无滤波器情况下单/双台风机不同电缆长度、不同频率时各测点的电参数及波形等数据进行分析，验证本系统远程变频控制风机运转的可行性，并确认滤波装置有效抑制变频器输出端高次谐波及过电压。 ⑤系统消除了变频器输出谐波和波形毛刺，降低了风机端电压、电流和功率值。通过试验验证了远程变频技术的各项参数均满足公路隧道运营通风要求，变频器输出矩形脉冲电压被变换为平滑的正弦波电压，输出电能质量满足最远端射流风机正常工作用电要求。实现控制装置与射流风机间距离达到1km以上。 ⑥建立数值仿真模型模拟射流风机在变频运转时隧道内的流场，得到变频通风状态下的流场分布规律，对比模型计算结果和物理试验实测数据，验证仿真模型的可靠性，并为进一步研究采用怎样的频率组合、风机布设间距、风机台数等以实现更高的通风效率打下基础。 |
| 作者： | 陈豪 |
| 专业： | 土木工程；桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 蒋树屏;王晓雯 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
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