異步電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)控制(編輯修改稿)
2025-08-26 01:16 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 第 3 頁對(duì)于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，特別是對(duì)于恒轉(zhuǎn)矩在重載時(shí)的運(yùn)行狀況，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)載轉(zhuǎn)矩受電壓的變化影響很小。因此電動(dòng)機(jī)的輸出功率基本不變，因此可認(rèn)為，恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)，電動(dòng)機(jī)的輸出功率與電壓變化無關(guān)。對(duì)于變轉(zhuǎn)矩負(fù)載，由于電動(dòng)機(jī)在低速時(shí)也能穩(wěn)定運(yùn)行，因此允許的電壓、轉(zhuǎn)差率和相應(yīng)的轉(zhuǎn)速變化范圍較大，而變轉(zhuǎn)矩負(fù)載的阻轉(zhuǎn)矩是隨轉(zhuǎn)矩變化而變化的，例如對(duì)風(fēng)機(jī)、泵類的負(fù)載轉(zhuǎn)矩與速度成平方關(guān)系。因此變轉(zhuǎn)矩負(fù)載的輸出功率將隨電壓的降低而降低，對(duì)于轉(zhuǎn)差較小的電機(jī)，當(dāng)電壓下降，轉(zhuǎn)速和輸出功率隨之下降的幅度很小，而對(duì)轉(zhuǎn)差較大的電機(jī)，轉(zhuǎn)速和輸出功率隨電壓下降而下降的幅度較大空間。由于電壓的降低總是使勵(lì)磁電流減小，轉(zhuǎn)子電流增大。盡管定子電流可能增大或減小，但定子電流與電源電壓之間的相角總是減小的，所以，功率因數(shù)將隨電壓的增加而減小，隨電壓的減小而增大。 異步電動(dòng)機(jī)的節(jié)能控制方法分析提高變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行效率，節(jié)能優(yōu)化的研究主要分為以下三個(gè)方向：改進(jìn)電動(dòng)機(jī)本身與變頻調(diào)速裝置的設(shè)計(jì)；研究異步電動(dòng)機(jī)的效率優(yōu)化控制策略；從整個(gè)系統(tǒng)的角度，研究多臺(tái)電機(jī)的協(xié)調(diào)運(yùn)行優(yōu)化控制策略。具體的實(shí)現(xiàn)方法有：，由電機(jī)和損耗模型推導(dǎo)損耗最小或效率最高時(shí)的最優(yōu)磁通值，這種方法可以實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速系統(tǒng)的效率全局最優(yōu)化，最優(yōu)磁通直接由計(jì)算得到，控制速度快。但是，由于溫度和飽和效應(yīng)的影響，模型的參數(shù)在不同工況下變化明顯，特別是對(duì) PWM 變頻驅(qū)動(dòng)的異步電動(dòng)機(jī)，由于處于非正弦波電壓下供電，電機(jī)氣隙中存在大量諧波勵(lì)磁電流產(chǎn)生的時(shí)間諧波磁場(chǎng)，這些諧波磁場(chǎng)增加了電機(jī)的定轉(zhuǎn)子鐵損，從而影響了模型的控制精度；，通過在線搜索的方式使輸入功率達(dá)到最小，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)，這種方法能實(shí)現(xiàn)電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的效率全局最優(yōu)，不需要電機(jī)參數(shù)和模型的檢驗(yàn)信息，但是，該方法的動(dòng)態(tài)收斂速度不能另人滿意，尤其不適用于負(fù)載變化快的調(diào)速系統(tǒng)；，實(shí)現(xiàn)起來比較簡(jiǎn)單， 第 4 頁但是只能實(shí)現(xiàn)部分效率的優(yōu)化，而且其控制效果受到飽和現(xiàn)象和電機(jī)參數(shù)變化的影響，不能實(shí)現(xiàn)節(jié)能控制的全局最優(yōu)。 第 5 頁3 異步電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)控制系統(tǒng) 硬件系統(tǒng)原理系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)采用交直交電壓型變頻電路，主電路由整流電路、濾波電路以及智能功率模塊（IPM）構(gòu)成，控制部分以單片機(jī)芯片 C8051 為核心，外圍設(shè)備單元包括電流電壓檢測(cè)模塊，抗負(fù)載干擾電路等。系統(tǒng)由單片機(jī)負(fù)責(zé)采集電壓電流值，計(jì)算電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)，同時(shí)，抗負(fù)載變化干擾電路對(duì)負(fù)載變化作出反應(yīng)，輸出電壓。根據(jù)以上采集的數(shù)據(jù)和 SPWM 的控制算法，得到 SPWM 的控制信號(hào)，經(jīng)過光電隔離電路后，驅(qū)動(dòng)逆變器功率開關(guān)器件（IPM 模塊）產(chǎn)生期望的輸出電壓來控制電機(jī)運(yùn)行；同時(shí)該模塊監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)短路、過電壓、過電流或過熱等異常情況時(shí)，單片機(jī)將封鎖 SPWM 控制信號(hào)輸出，并使單片機(jī)的 PWM 輸出口變?yōu)楦咦钁B(tài)，停止系統(tǒng)工作，從而防止逆變器和電動(dòng)機(jī)損壞。 電壓電流的檢測(cè)及處理由于本系統(tǒng)為功率因數(shù)閉環(huán)系統(tǒng)，所以功率因數(shù)的檢測(cè)是必不可少的部分。由第三章我們已經(jīng)知道，功率因數(shù)是通過測(cè)量電壓和電流而確定的，下面介紹一下電壓和電流的測(cè)量。a) 電流的測(cè)量在本系統(tǒng)進(jìn)行空載和負(fù)載試驗(yàn)時(shí)，由于被測(cè)電機(jī)的容量和負(fù)載可在一個(gè)較大范圍內(nèi)改變，因此電機(jī)的電流變化的范圍很大，給電流測(cè)量帶來了精度和量程
法律信息相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1