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高性能的通用變頻器

作者: 時(shí)間:2009-08-24 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

1一般的局限性

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/163628.htm

  采用一般的給異步電動(dòng)機(jī)供電時(shí),可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)平滑調(diào)速,起動(dòng)和停車(chē)都很方便。但是,調(diào)速時(shí)有靜差,精度不高,調(diào)速范圍不過(guò)1:10左右,而且也不能像直流調(diào)速系統(tǒng)那樣提供很高的動(dòng)態(tài)性能。
  2的控制策略

  要實(shí)現(xiàn)高動(dòng)態(tài)性能,必須充分研究電機(jī)的物理模型和動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型。現(xiàn)在常用的控制策略有矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制兩種。

  矢量控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是:采用由轉(zhuǎn)子磁鏈決定d-軸方向的dq同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系,把異步電機(jī)的定子電流分解為其勵(lì)磁分量和轉(zhuǎn)矩分量,得到類(lèi)似于直流電機(jī)的轉(zhuǎn)矩模型,再采取措施把非線(xiàn)性系統(tǒng)變換成兩個(gè)獨(dú)立的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子磁鏈的子系統(tǒng),從而模仿直流電機(jī)分別用PI調(diào)節(jié)器進(jìn)行控制。選用高精度的光電碼盤(pán)轉(zhuǎn)速傳感器時(shí),矢量控制系統(tǒng)的調(diào)速范圍可達(dá)1:1000,動(dòng)態(tài)性能也很好。但按轉(zhuǎn)子磁鏈定向會(huì)受電機(jī)參數(shù)變化的影響而失真,從而降低了系統(tǒng)的調(diào)速性能,采用智能化調(diào)節(jié)器可以克服這一缺點(diǎn),提高系統(tǒng)的魯棒性。

  直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)舍去比較復(fù)雜的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換,僅在兩相靜止坐標(biāo)系上構(gòu)成轉(zhuǎn)矩和定子磁鏈的反饋信號(hào),并用雙位式砰-砰控制代替線(xiàn)性調(diào)節(jié)器來(lái)控制轉(zhuǎn)矩和定子磁鏈,根據(jù)二者的變化選擇電壓空間矢量的PWM(SVPWM)開(kāi)關(guān)狀態(tài),以控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。這種系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,轉(zhuǎn)矩響應(yīng)快,又避免了轉(zhuǎn)子參數(shù)變化的影響。但砰-砰控制會(huì)使輸出轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生脈動(dòng),影響系統(tǒng)的低速性能。

  從理論基礎(chǔ)上看,矢量控制系統(tǒng)和直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)都是基于異步電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行控制的。在兩相坐標(biāo)系上的異步電動(dòng)機(jī)具有4階電壓方程和1階運(yùn)動(dòng)方程,其狀態(tài)方程應(yīng)該是5階的,須選取5個(gè)狀態(tài)變量。在系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模型中,輸入變量是Usd,Usq,ω1,TL,對(duì)于籠型轉(zhuǎn)子電機(jī),轉(zhuǎn)子內(nèi)部是短路的,Urd=Urq=0,因此,可供選用的狀態(tài)變量共有9個(gè),即轉(zhuǎn)速ω、4個(gè)電流變量isd,isq,ird,irq和4個(gè)磁鏈變量ψsd,ψsq,ψrd,ψrq。轉(zhuǎn)子電流ird和irq是不可測(cè)的,不宜用作狀態(tài)變量,只能選定子電流isd,isq和轉(zhuǎn)子磁鏈ψrd,ψrq,或者選定子電流isd,isq和定子磁鏈,也就是說(shuō),可以有ω-ψr-is狀態(tài)方程和ω-ψs-is狀態(tài)方程兩種。矢量控制選用了ω-ψr-is方程,而直接轉(zhuǎn)矩控制選用的是ω-ψs-is方程。


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