三相異步電動機(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-在線瀏覽
2024-08-17 12:18本頁面
【正文】 體積、集成化等方向繼續(xù)發(fā)展，又出現(xiàn)了絕緣門極雙極晶體管（IGBT）和絕緣柵門極關(guān)斷（IGTO）晶體管等，即具有電壓型控制、輸入阻抗大、驅(qū)動功率小、控制電路簡單、開關(guān)損耗小、通斷速度快、工作頻率高、器件容量大及熱穩(wěn)定性好的特點，又具有通態(tài)電壓低、耐壓高和承受電流大等優(yōu)點。電力電子器件發(fā)展的更進(jìn)一步的目標(biāo)將是把控制、觸發(fā)、保護(hù)等功能再集成化進(jìn)來，從而形成電力電子與微電子技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，構(gòu)成最新一代的功率集成器件（PIC）?！ 。?）脈寬調(diào)制技術(shù) 在交流電動機(jī)的調(diào)速過程中，通常要求調(diào)頻和調(diào)壓同時進(jìn)行，早期調(diào)壓多用相控技術(shù)，用相控方式生成的變頻電壓電源含有大量的諧波分量，功率因數(shù)低，動態(tài)響應(yīng)慢，線路復(fù)雜，無法滿足高性能調(diào)速系統(tǒng)的要求。為了限制開關(guān)損耗，脈寬調(diào)制的頻率通常選在300~1000Hz左右，但這個頻率正好在人耳的敏感區(qū)，所以電機(jī)運行時的噪聲是一個新問題。一種是采用新型的諧振式逆變器，可以把開關(guān)頻率提高到20KHz以上的超聲區(qū)，從而清除噪聲；另一種是在現(xiàn)有的元器件基礎(chǔ)上，優(yōu)選調(diào)制策略，降低脈寬調(diào)制的頻率至人耳不敏感區(qū)，從而降低噪聲。脈寬調(diào)制技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用使變頻裝置性能優(yōu)化，可以適用于各類交流電動機(jī)，為交流調(diào)速的普及創(chuàng)造了條件。數(shù)字調(diào)速技術(shù)不僅使傳動系統(tǒng)獲得高精度、高可靠性、還為新的控制理論與方法提供了物質(zhì)基礎(chǔ)?！ ?從發(fā)展趨勢看，交流數(shù)字調(diào)速有以下兩個發(fā)展方向：一是采用專用的硬件、大規(guī)模集成電路（IC）；專用硬件可以降低設(shè)備的投資，提高裝置的可靠性。二是采用通用計算機(jī)硬件、軟件模塊化，可編程化，通用硬件可編程序控制，應(yīng)用范圍廣，但價高造。 二 變頻調(diào)速系統(tǒng)變頻調(diào)速技術(shù)是隨交流電機(jī)無級調(diào)速的需要而誕生的。從20世紀(jì)70年代開始,脈寬調(diào)制變壓變頻(PWMVVVF)調(diào)速研究引起了人們的高度重視,到20世紀(jì)80年代作為變頻技術(shù)核心的PWM模式優(yōu)化問題吸引著人們的濃厚興趣,并得出諸多優(yōu)化模式,其中以鞍形波PWM模式效果最佳。2. 2變頻調(diào)速四種控制方案的分析根據(jù)作業(yè)方式的不同和電機(jī)種類、變頻器型式的不同,就有各種變頻調(diào)速控制方案。① 開環(huán)控制的通用變頻器三相異步電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)。②圖1 開環(huán)異步電機(jī)變頻調(diào)速(VVVF通用變頻器M異步電機(jī))該控制方案結(jié)構(gòu)簡單,可靠性高。異步電機(jī)存在轉(zhuǎn)差率,轉(zhuǎn)速隨負(fù)荷力矩變化而變異,故采用這種V/F控制的通用變頻器異步電機(jī)開環(huán)變頻調(diào)速方法,僅適用于要求不高的場合(例如風(fēng)機(jī)、水泵等)?？刂瓶驁D如圖2所示。使用無速度傳感器矢量控制的變頻器,可以分別對異步電機(jī)的磁通和轉(zhuǎn)矩電流進(jìn)行檢測、控制,自動改變電壓和頻率,使指令值和檢測實際值達(dá)到一致,從而實現(xiàn)矢量控制。圖2 矢量控制變頻器的異步電機(jī)變頻調(diào)速(VVVF矢量變頻器)對作業(yè)要求不十分高的情形,采用矢量變頻器無傳感器開環(huán)異步電機(jī)變頻調(diào)速是非常合適的,可實現(xiàn)控制方式簡單、可靠性高的效果。控制框圖如圖3所示。它具有許多優(yōu)點:a)從零轉(zhuǎn)速進(jìn)行速度控制,即甚低速亦能運行,因此調(diào)速范圍很寬廣,可達(dá)100: 1或1000: 1的范圍。c)系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)速度甚快。然而,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)速技術(shù)性能雖好,畢竟需要在異步電機(jī)軸上安裝速度傳感器,嚴(yán)格講是降低了異步電機(jī)結(jié)構(gòu)堅固、可靠性高的特點。因此,除了非采用不可的情況外,對于調(diào)速范圍、轉(zhuǎn)速精度和動態(tài)品質(zhì)要求不很高的條件場合,則往往采用無速度傳感器的矢量變頻器開環(huán)系統(tǒng)替代?？刂瓶驁D如圖4所示。該方案具有控制電路簡單,可靠性高的特點。同步電機(jī)會失步,轉(zhuǎn)速迅速停止),其機(jī)械特性曲線為一根平行橫軸直線,絕對硬特性。因為在開環(huán)控制方式下,同步電機(jī)轉(zhuǎn)速精度與變頻器頻率精度相一致,所以特別適合多電機(jī)同步傳動。至于同步電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)品質(zhì)問題,若采用通用變頻器V/F控制,響應(yīng)速度較慢。 變頻器基本原理變頻器是指適用于工業(yè)通用電機(jī)和一般變頻電機(jī)、常規(guī)電網(wǎng)供電(單相220V、三相380V50Hz)、作調(diào)速控制的一種能改變電源頻率的器件(部件),主要由整流(交流變直流)、濾波、逆變(直流變交流)、制動、驅(qū)動、檢測及微處理單元等組成,由于工業(yè)領(lǐng)域的廣泛使用而成為主流變頻器分為交交和交直交兩種形式。而交直交變頻器則是先把工頻交流通過整流器變成直流，然后再把直流變換成頻率、電壓均可控制的交流，又稱間接式變頻器。變頻器主要由整流（交流變直流）、濾波、再次整流（直流變交流）、制動單元、驅(qū)動單元、檢測單元微處理單元等組成的。（2）逆變器 負(fù)載側(cè)面的變流器Ⅱ為逆變器。有規(guī)律的控制逆變器中主開關(guān)的通與斷，可以得到任意頻率的三相交流輸出。無論電動機(jī)處于電動或發(fā)電制動狀態(tài)，其功率因數(shù)總不會為1。這種無功能量要靠中間直流環(huán)節(jié)的儲能元件（電容器或電抗器）來緩沖。（4）控制電路 控制電路常由運算電路、檢測電路、控制信號的輸入、輸出電路和驅(qū)動電路等構(gòu)成?？刂品椒梢圆捎媚M控制或數(shù)字控制。由于軟件的靈活性，數(shù)字控制方式常可以完成模擬控制方式難以完成的功能。實際上，對于再生能量回饋型變頻器，Ⅰ、Ⅱ兩個變流器均可能有兩種工作狀態(tài)：整流狀態(tài)和逆變狀態(tài)。三 電機(jī)選擇及參數(shù)1．Y系列電機(jī)特點Y系列電動機(jī)效率高、節(jié)能、堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩高、噪音低、振動小、運行安全可靠。Y355電動機(jī)符合Y系列（IP44）三相異步電動機(jī)技術(shù)條件JB527491。Y355電動機(jī)采用F級絕緣。功率3kW及以下為Y接法；其它功率均為△接法。型 號額定功率 額定電流 轉(zhuǎn)速 效率 功率因數(shù) 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩堵轉(zhuǎn)電流最大轉(zhuǎn)矩噪聲振動速度 重量額定轉(zhuǎn)矩額定電流額定轉(zhuǎn)矩1級2級kWAr/min%COSФ倍倍倍dB(A)mm/skgY132S414007985653負(fù)載選定負(fù)載選擇像風(fēng)機(jī)，水泵那樣，與轉(zhuǎn)速呈2次方關(guān)系的負(fù)載
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