變頻器控制資料

1.設(shè)計一交流調(diào)速系統(tǒng)，對恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載進(jìn)行開環(huán)調(diào)速控制。三相交流電動機(jī)參數(shù)：P=15kW，U=380V1）設(shè)計交-直-交變頻主電路。（繪制主電路、主要元件參數(shù)計算及型號選定）。2）利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)控制（起動、制動等）電路設(shè)計。（設(shè)定輸入輸出節(jié)點(diǎn)、控制電路簡要設(shè)計、控制軟件流程圖）。（1）如下所示交-直-交變頻器內(nèi)部主電路主電路參數(shù)計算及型號選定整流采用三相橋式不可控整流器，，，組成濾波電路，，，三個元件和一起構(gòu)成尖峰電壓吸收電路（又稱直流側(cè)阻容吸收電路），用以削弱因逆變器換流而引起的尖峰電壓，采用的是GRT三相橋式PWM逆變器。（2）參數(shù)計算和元件選擇1)大功率開關(guān)管SPWM正弦脈寬調(diào)制方法的直流利用率為0.866，即。為了使逆變器輸出380V的線電壓，要求直流側(cè)的電源電壓：考慮到大功率的晶體管的管壓降等，取則大功率晶體管的參數(shù)為，U(BR)CBO=(2~3)Ud=900~1350V。三相整流橋整流橋輸入側(cè)電壓為：取電動機(jī)的效率為0.82，則電動機(jī)的輸入功率為 P1=15000/0.82≈18.3KW。取逆變器的效率為0.93，則直流側(cè)的功率為：Pd=P1/0.93≈19.7KW，故直流側(cè)電流：Id=Pd/Ud=19700/450≈43.8A。整流二極管最高反壓：?；谝陨蠑?shù)據(jù)，選用MDS型三相整流橋模塊，其最大輸出電流為50A，最高耐壓為1000V。LC濾波器取，其最大耐壓。選擇兩只2200uF，耐壓在500V以上的電容器并聯(lián)使用。濾波電感在這里主要用來限制電流脈動（PWM變頻調(diào)速系統(tǒng)不存在電流不連續(xù)問題）和短路電流上升率，按照晶體管三相橋式整流電路限制電流脈動的電感量算式估計如下。（?。?mH≈18.61mH考慮到電動機(jī)和整流變壓器存在一定的電感量，取實(shí)際的串聯(lián)電感為20mH。選擇兩臺電感量各為10mH，額定電流不小于43.8A的電抗器串聯(lián)。WhereasmagneticfieldandtorquecomponentsinDCmotorscanbeoperatedrelativelysimplybyseparatelycontrollingtherespectivefieldandarmaturecurrents,economicalcontrolofACmotorsinvariablespeedapplicationhasrequireddevelopmentofmicroprocessor-basedcontrols

withallACdrivesnowusingpowerfulDSP(digitalsignalprocessing)technology.Inverterscanbeimplementedaseither

open-loop

sensorlessorclosed-loopFOC,thekeylimitationofopen-loopoperationbeingmimimumspeedpossibleat100%torque,namely,about0.8

Hzcomparedtostandstillforclosed-loopoperation.2.譯文矢量控制、矢量控制(FOC),也稱為變頻驅(qū)動器(VFD)控制方法中,定子電流的三相交流電動機(jī)被確定為兩個正交組件,可以用一個向量。一個組件定義了電動機(jī)的磁通,另一個扭矩。驅(qū)動器的控制系統(tǒng)計算磁通和轉(zhuǎn)矩的對應(yīng)當(dāng)前組件引用引用由驅(qū)動器的速度控制。通常比例積分(PI)控制器是用來衡量現(xiàn)有的組件參考價值。脈寬調(diào)制變頻驅(qū)動定義了晶體管的開關(guān)根據(jù)定子電壓引用π的輸出電流控制器。

矢量控制是用來控制交流同步和感應(yīng)電動機(jī)的控制。它最初開發(fā)高性能電機(jī)中順利運(yùn)營所需的應(yīng)用程序在全速范圍內(nèi),生成完整的轉(zhuǎn)矩為零速度和高動態(tài)性能包括快速加速和減速。然而,它正變得越來越有吸引力較低性能的應(yīng)用程序由于FOC的馬達(dá)尺寸,減少成本和功耗優(yōu)勢。預(yù)計,隨著微處理器的計算能力將最終變量幾乎普遍取代標(biāo)量volts-per-Hertz(V

/

f)控制。

雖然交流傳動控制的分析技術(shù)可以完全參與,這樣的分析總是開始于建模驅(qū)動電動機(jī)的電路涉及附帶的信號流圖和方程。

在矢量控制交流感應(yīng)或同步電動機(jī)控制在所有操作條件下像他勵直流電機(jī)。即交流電動機(jī)像一個直流電機(jī)的磁鏈和電樞磁鏈由各自的字段和電樞(或轉(zhuǎn)矩分量)電流垂直對齊,當(dāng)轉(zhuǎn)矩控制,磁鏈不受影響,因此啟用動態(tài)轉(zhuǎn)矩響應(yīng)。

矢量控制相應(yīng)生成一個三相PWM電機(jī)電壓輸出來源于一個復(fù)雜的電壓矢量控制一個復(fù)雜的電流矢量來源于電動機(jī)的三相定子電流輸入通過預(yù)測或三相之間的來回旋轉(zhuǎn)速度和與時間有關(guān)的系統(tǒng)和這些向量的旋轉(zhuǎn)參考系二坐標(biāo)時不變系統(tǒng)。

如此復(fù)雜的定子電流空間矢量可以定義在一個(d,q)坐標(biāo)系統(tǒng)與正交組件沿d(直接)和q(正交)軸,這樣場磁鏈分量的電流沿著d軸和轉(zhuǎn)矩分量的電流沿著q軸對齊。感應(yīng)電動機(jī)的(d,q)坐標(biāo)系統(tǒng)可以疊加到發(fā)動機(jī)的瞬時(a,b,c)三相正弦系統(tǒng)附帶的圖片所示(階段b和c為清楚起見,未顯示)。組件(d,q)系統(tǒng)的電流矢量,使得傳統(tǒng)控制比例和積分等,或者π,控制,直流電機(jī)。

雖然(d,q)坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)可以任意設(shè)置任何速度,有三個首選速度或參考幀:

靜止的參考系(d,q)坐標(biāo)系統(tǒng)不旋轉(zhuǎn);

同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系(d,q)坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)速度同步;

轉(zhuǎn)子參考系(d,q)坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子速度。

解耦的轉(zhuǎn)矩和磁場電流從而可以來源于原始定子電流輸入控制算法開發(fā)。

而在直流電機(jī)磁場和轉(zhuǎn)矩組件可以單獨(dú)操作相對簡單的控制各