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2025-05-10 21:39本頁面
【正文】 轉(zhuǎn)子都是運動的 ，除此以外，在籠型轉(zhuǎn)子異步電機中，轉(zhuǎn)子電流還是不可測和不可控的 。因此，異步電機的動態(tài)數(shù)學模型要比直流電機模型復雜得多。 好在不少機械負載，例如風機和水泵，并不需要很高的動態(tài)性能，只要在一定范圍內(nèi)能實現(xiàn)高效率的調(diào)速就行，因此可以只用電機的穩(wěn)態(tài)模型來設計其控制系統(tǒng)。 為了實現(xiàn)電壓 頻率協(xié)調(diào)控制，可以采用轉(zhuǎn)速開環(huán)恒壓頻比帶低頻電壓補償?shù)目刂品桨?，這就是常用的通用變頻器控制系統(tǒng)。 2. 7 轉(zhuǎn)速開環(huán)的 U/f控制變頻調(diào)速系統(tǒng) ?概述 現(xiàn)代通用變頻器大都是采用二極管整流和由快速全控開關器件 IGBT 或功率模塊 IPM 組成的 PWM逆變器，構(gòu)成交 直 交電壓源型變壓變頻器，已經(jīng)占領了全世界~600kW 中、小容量變頻調(diào)速裝置的絕大部分市場。 所謂“通用”，包含著兩方面的含義： （ 1）可以和通用的籠型異步電機配套使用； （ 2）具有多種可供選擇的功能，適用于各種不同性質(zhì)的負載。 ?系統(tǒng)介紹 下圖繪出了一種典型的 數(shù)字控制通用變頻器 異步電動機調(diào)速系統(tǒng) 原理圖。 1. 系統(tǒng)組成 M 3~ 電壓 檢測 泵升 限制 電流 檢測 溫度 檢測 電流 檢測 中 央 處 理 器 顯示 設定 接口 PWM 發(fā)生器 驅(qū)動 電路 ~ UR UI R0 R1 R2 Rb VTb K R0 1 Rb R2 ?限流電阻 為了避免大電容 C在通電瞬間產(chǎn)生過大的充電電流，在整流器和濾波電容間的直流回路上串入限流電阻（或電抗），通上電源時，先限制充電電流，再延時用開關 K將其短路，以免長期接入時影響變頻器的正常工作，并產(chǎn)生附加損耗。 ?泵升限制電路 —— 由于二極管整流器不能為異步電機的再生制動提供反向電流的通路 ， 所以除特殊情況外 ， 通用變頻器一般都用電阻吸收制動能量 。 減速制動時 ， 異步電機進入發(fā)電狀態(tài) ， 首先通過逆變器的續(xù)流二極管向電容 C充電 ， 當中間直流回路的電壓 （ 通稱泵升電壓 ）升高到一定的限制值時 ， 通過泵升限制電路使開關器件導通 ， 將電機釋放的動能消耗在制動電阻上 。 ?進線電抗器 二極管整流器雖然是全波整流裝置 ， 但由于其輸出端有濾波電容存在 ， 因此輸入電流呈脈沖波形 。 這樣的電流波形具有較大的諧波分量 ， 使電源受到污染 。 為了抑制諧波電流 ， 對于容量較大的 PWM變頻器 ，都應在輸入端設有進線電抗器 ， 有時也可以在整流器和電容器之間串接直流電抗器 。 還可用來抑制電源電壓不平衡對變頻器的影響 。 控制系統(tǒng)構(gòu)成 ? 控制電路 —— 現(xiàn)代 PWM變頻器的控制電路大都是以微處理器為核心的數(shù)字電路 ， 其功能主要是接受各種設定信息和指令 ， 再根據(jù)它們的要求形成驅(qū)動逆變器工作的 PWM信號 。 微機芯片主要采用 8位或 16位的單片機 ， 或用 32位的 DSP。 E2PROM 電源監(jiān)控 鍵盤顯示 信號輸出 時鐘電路 檢測信號 信號調(diào)理 充電繼電器 模擬信號 外部中斷信號 驅(qū)動電路 PWM MCS 87C196MC 圖 250 以 MCS87C196MC單片機為核心的開環(huán)通用變頻器控制電路框圖 ?PWM信號產(chǎn)生 —— 可以由微機本身的軟件產(chǎn)生，由 PWM端口輸出，也可采用專用的 PWM生成電路芯片。 ?檢測與保護電路 —— 各種故障的保護由電壓、電流、溫度等檢測信號經(jīng)信號處理電路進行分壓、光電隔離、濾波、放大等綜合處理，再進入 A/D轉(zhuǎn)換器，輸入給 CPU作為控制算法的依據(jù)，或者作為開關電平產(chǎn)生保護信號和顯示信號。 ?信號設定 —— 需要設定的控制信息主要有： U/f 特性、工作頻率、頻率升高時間、頻率下降時間等，還可以有一系列特殊功能的設定。由于通用變頻器 異步電動機系統(tǒng)是轉(zhuǎn)速或頻率開環(huán)、恒壓頻比控制系統(tǒng)，低頻時，或負載的性質(zhì)和大小不同時，都得靠改變 U / f 函數(shù)發(fā)生器的特性來補償，在通用產(chǎn)品中稱作“電壓補償”或“轉(zhuǎn)矩補償”。
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