試談設(shè)備使用變頻器的節(jié)能分析-wenkub
2023-07-12 06:02:34 本頁面
【正文】 行頻率為fX時的輸入電壓，V。但反電動勢是由定子繞組切割旋轉(zhuǎn)磁通而感生的，無法從外部進(jìn)行控制。下半部則是勵磁電流的波形。(b) 磁通增大由式(8)知, 當(dāng)頻率fX下降時，反電動勢E1也將下降，由式(10)知，這將引起電流I1的增大，并導(dǎo)致磁通ΦM和電磁功率PM的增大。(d) 頻率下降的后果漏磁通Φ0主磁通Φ1 顯然，頻率下降的結(jié)果必將導(dǎo)致電磁功率PM的“中部崛起”，這意味著磁通的大量增加。 異步電動機的能量傳遞(a) 從輸入的電功率P1中扣除定子側(cè)損失(定子繞組的銅損pCu1和定子鐵心的鐵損pFe1)后，便是通過磁場傳遞給轉(zhuǎn)子的功率，稱為電磁功率，用PM表示:傳遞過程如圖2(b)所示, 可歸納如下:圖2然而, 式(1)表明, 電動機的輸入功率和頻率之間卻并無直接關(guān)系。這是因為，異步電動機的轉(zhuǎn)速和頻率有關(guān):m。P2─電動機輸出的機械功率，kW。(b) 電動機的輸出功率電動機是用來拖動負(fù)載旋轉(zhuǎn)的，因此，其輸出功率便是軸上的機械功率:三相交流異步電動機輸入的是三相電功率P1:controlVectormodeit39。characteristicsforintroduced自動檢測關(guān) 鍵 詞:控制模式MechanicalFunctionforCharacteristics矢量控制allimprovingofsTorquecontrolEncoder 1如果仔細(xì)分析的話，當(dāng)頻率下降時，輸入功率將是有增無減的(因為反電動勢將減小)。 那么，PM是如何增大的呢？(3) 定子側(cè)的等效電路(a) 定子磁通及其在電路中的作用 主磁通Φ1是穿過空氣隙與轉(zhuǎn)子繞組相鏈的部分，是把能量傳遞給轉(zhuǎn)子的部分。在頻率一定的情況下，反電動勢的數(shù)值直接反映了主磁通的大小。漏磁通Φ0是未穿過空氣隙與轉(zhuǎn)子繞組相鏈的部分，它并不傳遞能量，它在定子繞組中產(chǎn)生的自感電動勢只起電抗的作用，稱為漏磁電抗X1，其壓降為I1X1。 保持磁通不變的必要性和途徑(1) 保持磁通不變的必要性(a) 磁通減小 電動機的磁路將飽和，由于在變頻調(diào)速時，運行頻率fX是在相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化的，因此，如不采取措施的話，磁通的變化范圍也是非常大的。圖4 磁化曲線與勵磁電流所以，變頻調(diào)速的一個特殊問題便是:當(dāng)頻率fX變化時，必須使磁通Φ保持不變:于是用保持定子側(cè)輸入電壓和頻率之比等于常數(shù)來代替:所以, 在改變頻率時, 必須同時改變定子側(cè)的輸入電壓。 變壓變頻存在的問題及原因分析(1) 存在的問題(a) 衡量調(diào)速性能的主要因素電動機的基本功能是拖動生產(chǎn)機械旋轉(zhuǎn)，因此，在低頻時的帶負(fù)載能力便是衡量變頻調(diào)速性能好壞的一個十分重要的因素。因此，問題的關(guān)鍵便是:在滿足式(16)的情況下，低頻時能否保持磁通量基本不變？(b) 電磁轉(zhuǎn)矩減小的原因當(dāng)頻率fX下降時，輸入電壓U1X隨之下降。 V/F控制功能 V/F控制模式(1) 指導(dǎo)思想為了確保電動機在低頻運行時，反電動勢和頻率之比保持不變，真正實現(xiàn)Φ＝const，在式(16)的基礎(chǔ)上，適當(dāng)提高U/f比，使KU＞Kf，從而使轉(zhuǎn)矩得到補償，提高電動機在低速時的帶負(fù)載能力。與變頻器的最大輸出電壓對應(yīng)的頻率稱為基本頻率，用fBA表示。 U/f線的選擇功能(1) 不同負(fù)載在低速時對轉(zhuǎn)矩的要求圖9 各類負(fù)載的機械特性(b) 恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載在不同的轉(zhuǎn)速下, 負(fù)載的阻轉(zhuǎn)矩基本不變, 如圖9中之曲線②所示。(2) 變頻器對U/f線的設(shè)置 因為每臺變頻器應(yīng)用到什么負(fù)載上是不確定的，而不同負(fù)載在低頻時對U/f比的要求又很不一致。反之, 如果負(fù)載在低速時的轉(zhuǎn)矩較輕而轉(zhuǎn)矩補償(U/f比)預(yù)置得較大，則補償過分，低速時電動機的磁路將飽和，勵磁電流發(fā)生畸變，嚴(yán)重時會因勵磁電流峰值過高而導(dǎo)致“過電流”跳閘。 矢量控制功能 基本思想(1) 對直流電動機的分析在變頻調(diào)速技術(shù)成熟之前，直流電動機的調(diào)速特性被公認(rèn)為是最好的。圖11 直流電動機的特點(b) 電路特點(2) 變頻器的矢量控制模式(a) 基本構(gòu)思對于控制電路分解出的控制信號i*M和i*T，根據(jù)電動機的參數(shù)進(jìn)行一系列的等效變換，得到三相逆變橋的控制信號i*A、i*B和i*C，對三相逆變橋進(jìn)行控制，如圖12所示。由于計算量較大，故動態(tài)響應(yīng)能力稍差。 電動機數(shù)據(jù)的輸入如上述，要實現(xiàn)矢量控制功能，必須根據(jù)電動機自身的參數(shù)進(jìn)行一系列等效變換的計算。這給矢量控制的應(yīng)用帶來了困難。(2) 自動檢測方法舉例“1”—進(jìn)行自動檢測，步驟如下:
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