高頻斬波式串級調速系統(tǒng)分析

作者：時間：2010-10-13 來源：網絡

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本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/162779.htm

　　3.3 異步電動機模型

　　圖3 為異步電動機仿真子系統(tǒng)的內部模型結構，封裝后為四個輸入端、7個輸出端的Motor 子系統(tǒng)模塊(見圖2)。

　　異步電動機模塊(Asynchronous Machine) 的參數(shù)設置為繞線式電機，參數(shù)折算到轉子側。在定子側串入的三相變壓器(linear transformer)為逆變變壓器。

　　3.4 啟動過程的仿真

　　圖4為啟動環(huán)節(jié)仿真子系統(tǒng)內部模型結構，封裝后為9個輸入端、3個輸出端的Start子系統(tǒng)模塊(見圖2),完成電機平穩(wěn)起動的任務。

　　在電機起動時，1KM閉合，2KM、3KM打開，電機轉子回路串入三相頻敏變阻器PF，限制起動電流。當電機轉速升高到設定的允許值時，裝置自動將2KM閉合，切除頻敏變阻器，電機轉子回路經1KM短路,進入全速工作狀態(tài)。運行穩(wěn)定后，1KM斷開，2KM和3KM閉合，接入串級調速控制系統(tǒng)，進入調速運行狀態(tài)，調整占空比來改變速度的大小。

　　3.5 串級調速控制系統(tǒng)的仿真

　　圖5 為斬波式串級調速系統(tǒng)仿真子系統(tǒng)內部模型結構，封裝后為7 個輸入端、3 個輸出端的Speed Control 子系統(tǒng)模塊(見圖2)，通過調整輸入7 的占空比大小完成電機調速的任務。

　　圖5中調速系統(tǒng)的三個核心單元分別為：①Universal Bridge為通用橋模塊，用于模擬三相全波整流單元，將轉子回路三相交流變?yōu)橹绷?，以便對轉子回路施加串接直流電勢控制。②IGBT為斬波單元，以恒頻調寬方式工作，由外部的高頻脈沖信號作為IGBT 的門控信號，其占空比和頻率由脈沖信號決定。③Thyristor bridge 為6 脈沖晶閘管橋模塊，用于模擬三相全橋有源逆變器，將經斬波控制后的轉差功率逆變?yōu)槿喙ゎl交流送至內反饋繞組，實現(xiàn)節(jié)能。

　　4 仿真實例

　　針對適用于風機、泵類等大容量平方轉矩負載的串級調速系統(tǒng)進行仿真試驗，建立如圖2 所示的模型，有關參數(shù)設置如下：供電電源為6KV 、50HZ 三相交流電源;異步電動機為額定功率2240KW ，極對數(shù)2，轉動慣量140 kg.m2 。仿真時間0～10 秒，在t=3.5 秒投入調速系統(tǒng)，占空比100% 。t=5 秒后，每間隔1 秒將占空比降低10%，進行仿真試驗。

　　圖6 為電機啟動、調速運行過程的轉速、A 相轉子電流、整流電壓和直流電流的仿真曲線?？梢妴舆^程中，電機平穩(wěn)從零轉速升至全速運行，轉子電流得到有效抑制。調速過程平穩(wěn)快速，并且隨著占空比的降低，等效附加直流電動勢Ub 增大，轉子電流I2 減小，轉速降低，符合2.2 節(jié)的理論分析。