變頻器的應(yīng)用選型及控制方式

為解耦而簡(jiǎn)化交流電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型。



2.5矩陣式交—交控制方式
　　VVVF變頻、矢量控制變頻、直接轉(zhuǎn)矩控制變頻都是交－直－交變頻中的一種。其共同缺點(diǎn)是輸入功率因數(shù)低，諧波電流大，直流電路大的儲(chǔ)能電容，再生能量又不能反饋回電網(wǎng)，即不能進(jìn)行四象限運(yùn)行。為此，矩陣式交－交變頻應(yīng)運(yùn)而生。矩陣式交－交變頻省去了直流環(huán)節(jié)，從而省去了體積大、價(jià)格貴的電解電容。它能實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)為l，輸入電流為正弦且能四象限運(yùn)行，系統(tǒng)的功率密度大。該技術(shù)目前雖尚未成熟，但仍吸引著眾多的學(xué)者深入研究。其實(shí)質(zhì)不是間接的控制電流、磁鏈等量，而是把轉(zhuǎn)矩直接被控制量來(lái)實(shí)現(xiàn)的。具體方法是：



——控制定子磁鏈引入定子磁鏈觀測(cè)器，實(shí)現(xiàn)無(wú)速度傳感器方式；
——自動(dòng)識(shí)別（ID）依靠精確的電機(jī)數(shù)學(xué)模型，對(duì)電機(jī)參數(shù)自動(dòng)識(shí)別；
——算出值對(duì)應(yīng)定子阻抗、互感、磁飽和因素、慣量等算出的轉(zhuǎn)矩、定子磁鏈、轉(zhuǎn)子速度進(jìn)行實(shí)時(shí)控制；
——實(shí)現(xiàn)Band—Band控制按磁鏈和轉(zhuǎn)矩的Band－Band控制產(chǎn)生PWM信號(hào)，對(duì)逆變器開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制。



矩陣式交—交變頻具有快速的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)（<2ms），很高的速度精度（±2％，無(wú)PG反饋），高轉(zhuǎn)矩精度（<＋3％）；還具有較高的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩及高轉(zhuǎn)矩精度，尤其在低速時(shí)（0速度時(shí)），可輸出150％～200％轉(zhuǎn)矩。



3變頻器控制方式的合理選用
　　控制方式是決定變頻器使用性能的關(guān)鍵所在。目前市場(chǎng)上低壓通用變頻器品牌，歐、美、日及國(guó)產(chǎn)的共約50多種。選用變頻器時(shí)不要認(rèn)為檔次越高越好，而要按負(fù)載的特性，以滿(mǎn)足使用要求為準(zhǔn)，以便做到量才使用、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。表1中所列參數(shù)供選用時(shí)參考。



4轉(zhuǎn)矩控制型變頻器的選型及相關(guān)問(wèn)題
　　基于調(diào)速方便、節(jié)能、運(yùn)行可靠的優(yōu)點(diǎn)，變頻調(diào)速器已替代傳統(tǒng)的變極調(diào)速、電磁調(diào)速和調(diào)壓調(diào)速方式。在推出PWM磁通矢量控制的變頻器數(shù)年后，1998年末又出現(xiàn)采用DTC控制技術(shù)的變頻器。ABB公司的ACS600系列是第一代采用DTC技術(shù)的變頻器，它用開(kāi)環(huán)方式對(duì)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩進(jìn)行準(zhǔn)確控制，而且動(dòng)態(tài)和靜態(tài)指標(biāo)已優(yōu)于PWM閉環(huán)控制指標(biāo)。
　　直接轉(zhuǎn)矩控制以測(cè)量電機(jī)電流和直流電壓自適應(yīng)電機(jī)模型的輸入。該模型每隔25μs產(chǎn)生一組精確的轉(zhuǎn)矩和磁通值，轉(zhuǎn)矩比較器和磁通比較器將轉(zhuǎn)矩和磁通的值與轉(zhuǎn)矩和磁通的給定值進(jìn)行比較，以確定最佳開(kāi)關(guān)。由此可以看出它是通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)矩和磁通的測(cè)量，即刻逆變電路的開(kāi)關(guān)，進(jìn)而電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和磁通，以達(dá)到精確控制的目的。



4.1選型原則
　　首先要根據(jù)機(jī)械對(duì)轉(zhuǎn)速(最高、最低)和轉(zhuǎn)矩(起動(dòng)、連續(xù)及過(guò)載)的要求，確定機(jī)械要求的最大輸入功率(即電機(jī)的額定功率最小值)。有經(jīng)驗(yàn)公式



P=nT/9950(kW)



式中:P——機(jī)械要求的輸入功率(kW)；



n——機(jī)械轉(zhuǎn)速(r/min)；



T——機(jī)械的最大轉(zhuǎn)矩(N·m)。
　　然后，選擇電機(jī)的極數(shù)和額定功率。電機(jī)的極數(shù)決定了同步轉(zhuǎn)速，要求電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速盡地覆蓋整個(gè)調(diào)速范圍，使連續(xù)負(fù)載容量高。充分設(shè)備潛能，避免浪費(fèi)，可允許電機(jī)短時(shí)超出同步轉(zhuǎn)速，但小于電機(jī)允許的最大轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)矩取設(shè)備在起動(dòng)、連續(xù)運(yùn)行、過(guò)載或最高轉(zhuǎn)速等下的最大轉(zhuǎn)矩。最后，根據(jù)變頻器輸出功率和額定電流稍大于電機(jī)的功率和額定電流的原則來(lái)確定變頻器的參數(shù)與型號(hào)。
　　注意的是，變頻器的額定容量及參數(shù)是針對(duì)的海拔高度和環(huán)境溫度而標(biāo)出的，容－源－電－子－網(wǎng)－為你提供技術(shù)支持