三相異步電動(dòng)機(jī)(55kw電機(jī))變頻調(diào)速開環(huán)vf控制系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置與應(yīng)用-文庫吧資料
2025-07-13 12:18本頁面
【正文】 要靠軟件來完成各種功能。其主要任務(wù)是完成對(duì)逆變器的開關(guān)控制、對(duì)整流器的電壓控制以及完成各種保護(hù)功能等。所以又常稱中間直流環(huán)節(jié)為中間直流儲(chǔ)能環(huán)節(jié)。因此，在中間直流環(huán)節(jié)和電動(dòng)機(jī)之間總會(huì)有無功功率的交換。（3）中間直流環(huán)節(jié) 由于逆變器的負(fù)載為異步電動(dòng)機(jī)，屬于感性負(fù)載。最常見的結(jié)構(gòu)形式是利用六個(gè)主開關(guān)器件組成的三相橋式逆變電路。 2變頻器的基本構(gòu)成（1）整流器 電網(wǎng)側(cè)面的變流器I是整流器，它的作用是把三相（也可以是單相）交流整流成直流。 1變頻器工作原理交交變頻器可將工頻交流直流接變換成頻率、電壓均可控制的交流，又稱直接式變頻器。若采用矢量控制變頻器,響應(yīng)速度很快。對(duì)靜態(tài)轉(zhuǎn)速精度要求甚高(0. 5% ~0. 01% )的化纖紡絲機(jī),是既理想又簡單的首選方案。如果采用高精度的變頻器(數(shù)字設(shè)定頻率精度可達(dá)0. 01% ),在開環(huán)控制情形下,同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速精度亦為0. 01%。由于是同步電機(jī),其轉(zhuǎn)速始終等于同步轉(zhuǎn)速n0=60F/P,只取決于電機(jī)供電頻率F,而與負(fù)載大小無關(guān)(除非負(fù)載力矩大于或等于失步轉(zhuǎn)矩。圖4 永磁同步電機(jī)開環(huán)控制變頻調(diào)速(SM同步電機(jī)[PM. SM]制變永磁式)假如將圖1中異步電機(jī)(IM)換成永磁同步電機(jī)(PM. SM),就是第四種變頻調(diào)速控制方案。④永磁同步電機(jī)開環(huán)控制的變頻調(diào)速系統(tǒng)。在某些情況下,電機(jī)本身或環(huán)境因素?zé)o法安裝速度傳感器,多了反饋電路環(huán)節(jié),故障機(jī)率高。d)電機(jī)的加速度特性很好等。b)可以對(duì)轉(zhuǎn)矩實(shí)行精確控制。圖3 異步電機(jī)閉環(huán)控制變頻調(diào)速(PG速度脈沖發(fā)生器)矢量控制異步電機(jī)閉環(huán)變頻調(diào)速是一種理想的控制方式。③帶速度傳感器矢量控制變頻器的異步電機(jī)閉環(huán)變頻調(diào)速系統(tǒng)。雖說是開環(huán)控制系統(tǒng),但卻大大提升了靜態(tài)精度和動(dòng)態(tài)品質(zhì),轉(zhuǎn)速精度偏差在0. 5%左右、轉(zhuǎn)速響應(yīng)較快。對(duì)比圖1和圖2控制框圖,兩者的差別僅在使用的變頻器不同。②無速度傳感器的矢量控制變頻器異步電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)。由于是開環(huán)控制方式,其調(diào)速精度和動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性不十分理想,尤其在低速區(qū)域電壓調(diào)整比較困難,不可能得到較大調(diào)速范圍和較高調(diào)速精度?？刂瓶驁D如圖1所示。這里僅討論交直交(ACDCAC)變頻器。自上世紀(jì)80年代后半期始,美、日、德、英等發(fā)達(dá)國家的VVVF變頻器開始投入市場并得到廣泛應(yīng)用。20世紀(jì)60年代后半期開始,電力電子器件從SCR(晶閘管)、GTO(門極可關(guān)斷晶閘管)、BJT(雙極型功率晶體管)、MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管)、SIT(靜電感應(yīng)晶體管)、SITH(靜電感應(yīng)晶閘管)、MCT(MOS控制晶體管)、MCT(MOS控制晶閘管)發(fā)展到今天的IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)、HVIGBT(耐高壓絕緣柵雙極型晶閘管),器件更新促使電力變換技術(shù)的不斷發(fā)展。從國際上采用數(shù)字調(diào)速的情況來看，前者一般多用于中小容量的標(biāo)準(zhǔn)系列產(chǎn)品，后者多用于大型工程大容量的傳動(dòng)系統(tǒng)。研制交流調(diào)速系統(tǒng)專用的IC芯片，可使控制系統(tǒng)硬件小型化、簡單化。微型計(jì)算機(jī)在性能、速度、價(jià)格、體積等方面的不斷發(fā)展與交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速理論的現(xiàn)實(shí)化提供了最重要的保證?！ 。?）數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，16位乃至32位微處理機(jī)的應(yīng)用越來越普及，且由于微處理機(jī)的運(yùn)算速度提高、價(jià)格下降等新因素的出現(xiàn)，在電氣傳動(dòng)中控制系統(tǒng)硬件由模擬技術(shù)轉(zhuǎn)向數(shù)字技術(shù)，全部采用數(shù)字控制，充分發(fā)揮微機(jī)控制的綜合優(yōu)點(diǎn)。總之，研究開關(guān)損耗小，功率因數(shù)高，諧波分量小，噪聲低，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)的逆變器是今后發(fā)展的方向。為解決這個(gè)問題現(xiàn)在有幾種不同的發(fā)展趨勢。近年在廣泛采用自關(guān)斷元器件的情況下，逆變器普遍采用了脈寬調(diào)制技術(shù)，成功地解決了電源側(cè)功率因數(shù)低的問題，同時(shí)也減少了諧波分量對(duì)電網(wǎng)的影響。它將為最新一代高可靠、小型化、電機(jī)與電控裝置可能合而為一的未來型交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)提供新的發(fā)展基礎(chǔ)。這類器件是90年代變頻裝置的主流。從半控型器件向全控型器件的過渡標(biāo)志著變頻裝置進(jìn)入了可以與直流調(diào)速裝置在性能/價(jià)格比上相比美，這是交流調(diào)速技術(shù)產(chǎn)生飛躍的又一個(gè)重要的突破。所以，人們一直在致力于研制出一種大功率，正反間均可用較小的功率進(jìn)行導(dǎo)通與關(guān)斷控制的全控型器件，以便用較簡單的手段即可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的逆變工作。 ?。?）全控型大功率新型電力器件 交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)的發(fā)展是和電力電子技術(shù)的發(fā)展分不開的，50年代世界上出現(xiàn)了電力半導(dǎo)體器件的晶閘管，為交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)的發(fā)展開辟了道路。此法雖尚未形成商品化的產(chǎn)品，但卻是很有發(fā)展前景的一種新的控制原理。但是經(jīng)典的矢量控制方法比較復(fù)雜，它要進(jìn)行坐標(biāo)變換，且需精確測算出轉(zhuǎn)子磁鏈的大小和方向，比較麻煩，且其精度受轉(zhuǎn)子參數(shù)變化的影響很大。即如果在調(diào)速過程中始終維持定子電流的磁場電流分量不變，而控制轉(zhuǎn)矩電流分量，它就相當(dāng)于直流電機(jī)中維持勵(lì)磁不變，而通過控制電樞電流來控制電機(jī)的轉(zhuǎn)矩一樣，能使系統(tǒng)具有較好的動(dòng)態(tài)特性。調(diào)速的關(guān)鍵問題是轉(zhuǎn)矩控制問題，直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速性能好的根本原因就在于它的轉(zhuǎn)矩控制容易，而交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩則難于控制。今后的產(chǎn)品將普遍采用矢量控制技術(shù)，提高調(diào)速性能，達(dá)到和超過直流調(diào)速水平。今后的交流調(diào)速技術(shù)將在以下幾個(gè)方面得到進(jìn)一步的發(fā)展。： (2)調(diào)速方案：一、 變級(jí)調(diào)速（改變p）雙速電機(jī)，兩檔速度二、變轉(zhuǎn)差率調(diào)速（改變s ） 1. 調(diào)壓調(diào)速晶閘管，窄范圍無級(jí)變速 2 .轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速 有級(jí)變速 3 .串級(jí)調(diào)速交流調(diào)速傳動(dòng)的客觀發(fā)展趨勢已表明，它完全可以和直流傳動(dòng)相媲美、相抗衡，并有取代的趨勢。諸如交流電動(dòng)機(jī)的串級(jí)調(diào)速、各種類型的變頻調(diào)速，特別是矢量控制技術(shù)的應(yīng)用，使得交流調(diào)速系統(tǒng)逐步具備了寬的調(diào)速范圍、較高的穩(wěn)速精度、快速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)以及在四象限作可逆運(yùn)行等良好的技術(shù)性能。因此，近幾十年以來，不少國家都在致力于交流調(diào)速系統(tǒng)的研究，用沒有換向器的交流電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)調(diào)速來取代直流電動(dòng)機(jī)，突破它的限制。然而由于直流電動(dòng)機(jī)其有機(jī)械式換向器這一致命的弱點(diǎn)，致使直流電動(dòng)機(jī)制造成本高、價(jià)格昂貴、維護(hù)麻煩、使用環(huán)境
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