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东芝变频器vfnc3c参数欧姆龙plc系列划分

2020-01-15 09:44

  简述变频器的工作原理和控制方式 1 变频器的工作原理 我们知道,交流电动机的同步转速表达式位: n=60 f(1-s)/p (1) 式中 n———异步电动机的转速; f———异步电动机的频率; s———电动机转差率; p———电动机极对数。 由式(1)可知,转速 n 与频率 f 成正比,只要改变频率 f 即可改变 电动机的转速,当频率 f 在 0~50Hz 的范围内变化时,电动机转速调 节范围非常宽。变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节 的,是一种理想的高效率、高性能的调速手段。 2 变频器控制方式 低压通用变频输出电压为 380~650V,输出功率为 0.75~ 400kW,工作频率为 0~400Hz,它的主电路都采用交—直—交电路。 其控制方式经历了以下四代。 2.1U/f=C 的正弦脉宽调制(SPWM)控制方式 其特点是控制电路结构简单、成本较低,机械特性硬度也较好, 能够满足一般传动的平滑调速要求, 已在产业的各个领域得到广泛应 用。但是,这种控制方式在低频时,由于输出电压较低,转矩受定子 电阻压降的影响比较显著,使输出最大转矩减小。另外,其机械特性 终究没有直流电动机硬, 动态转矩能力和静态调速性能都还不尽如人 意, 且系统性能不高、 控制曲线会随负载的变化而变化, 转矩响应慢、 电机转矩利用率不高, 低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在而 性能下降,稳定性变差等。因此人们又研究出矢量控制变频调速。欧姆龙plc系列划分 2.2 电压空间矢量(SVPWM)控制方式 它是以三相波形整体生成效果为前提, 以逼近电机气隙的理想圆 形旋转磁场轨迹为目的,东芝变频器vfnc3c参数一次生成三相调制波形,以内切多边形逼近 圆的方式进行控制的。经实践使用后又有所改进,即引入频率补偿, 能消除速度控制的误差;通过反馈估算磁链幅值,消除低速时定子电 阻的影响;将输出电压、电流闭环,以提高动态的精度和稳定度。但 控制电路环节较多,且没有引入转矩的调节,所以系统性能没有得到 根本改善。 2.3 矢量控制(VC)方式 矢量控制变频调速的做法是将异步电动机在三相坐标系下的定 子电流 Ia、Ib、Ic、通过三相-二相变换,等效成两相静止坐标系下 的交流电流 Ia1Ib1,再通过按转子磁场定向旋转变换,等效成同步旋 转坐标系下的直流电流 Im1、 (Im1 相当于直流电动机的励磁电流; It1 It1 相当于与转矩成正比的电枢电流),然后模仿直流电动机的控制 方法,求得直流电动机的控制量,经过相应的坐标反变换,实现对异 步电动机的控制。其实质是将交流电动机等效为直流电动机,分别对 速度,磁场两个分量进行独立控制。通过控制转子磁链,然后分解定 子电流而获得转矩和磁场两个分量,欧姆龙plc系列划分经坐标变换,实现正交或解耦控 制。矢量控制方法的提出具有划时代的意义。然而在实际应用中,由 于转子磁链难以准确观测,系统特性受电动机参数的影响较大,且在 等效直流电动机控制过程中所用矢量旋转变换较复杂, 使得实际的控 制效果难以达到理想分析的结果。 2.4 直接转矩控制(DTC)方式 1985 年,德国鲁尔大学的 DePenbrock 教授首次提出了直接转矩 控制变频技术。东芝变频器vfnc3c参数该技术在很大程度上解决了上述矢量控制的不足,并 以新颖的控制思想、简洁明了的系统结构、优良的动静态性能得到了 迅速发展。目前,该技术已成功地应用在电力机车牵引的大功率交流 传动上。 直接转矩控制直接在定子坐标系下分析交流电动机的数学模型, 控制电动机的磁链和转矩。它不需要将交流电动机等效为直流电动 机,因而省去了矢量旋转变换中的许多复杂计算;它不需要模仿直流 电动机的控制,也不需要为解耦而简化交流电动机的数学模型。 2.5 矩阵式交—交控制方式 VVVF 变频、矢量控制变频、直接转矩控制变频都是交—直—交 变频中的一种。其共同缺点是输入功率因数低,谐波电流大,直流电 路需要大的储能电容,再生能量又不能反馈回电网,即不能进行四象 限运行。为此,矩阵式交—交变频应运而生。由于矩阵式交—交变频 省去了中间直流环节,从而省去了体积大、价格贵的电解电容。它能 实现功率因数为 l,输入电流为正弦且能四象限运行,欧姆龙plc系列划分系统的功率密 度大。该技术目前虽尚未成熟,但仍吸引着众多的学者深入研究。其 实质不是间接的控制电流、磁链等量,而是把转矩直接作为被控制量 来实现的。具体方法是: ——控制定子磁链引入定子磁链观测器,实现无速度传感器方 式; ——自动识别(ID)依靠精确的电机数学模型,对电机参数自动 识别; ——算出实际值对应定子阻抗、东芝变频器vfnc3c参数互感、磁饱和因素、惯量等算出 实际的转矩、定子磁链、转子速度进行实时控制; ——实现 Band—Band 控制按磁链和转矩的 Band—Band 控制产 生 PWM 信号,对逆变器开关状态进行控制。 矩阵式交—交变频具有快速的转矩响应(2ms),很高的速度 精度(±2%,无 PG 反馈),高转矩精度(+3%);同时还具有较 高的起动转矩及高转矩精度,尤其在低速时(包括 0 速度时),可输 出 150%~200%转矩。

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