|
|
|
|
|
新聞資訊
- 技術(shù)支持 |
 |
 |
| |
| 異步電機變頻調(diào)速在線觀測定子磁鏈的動特性
|
| 發(fā)布時間：2010.05.29 新聞來源：twt東煒庭電機|東煒庭減速電機|臺灣東煒庭生產(chǎn)廠家-廈門東煒庭電機工業(yè)有限公司 瀏覽次數(shù)： |
| |
1 引言
在電壓控制的高性能異步電機變頻調(diào)速中，不論采用何種磁鏈定向控制方法，正確地給出電機端電壓值都十分重要，特別是在包括起動在內(nèi)的低轉(zhuǎn)速區(qū)情況下，這時電機端電壓很小，電機定子電流矢量在定子側(cè)電阻上r1所產(chǎn)生矢量電壓降成為端電壓中的重要組成成分，必須對其幅值大小及相位進行準確計算。然而定子電流矢量與磁鏈定向軸之間的相角則與轉(zhuǎn)子時間常數(shù)t2有關(guān)，也即是與電機轉(zhuǎn)子電阻r2有關(guān)，但r2與r1值的大小又都隨著電機運行溫度不同而時時變化，即使擱開電機磁鏈控制要求，單就如何獲得包括起動在內(nèi)的低轉(zhuǎn)速區(qū)的高性能，就已經(jīng)要求控制系統(tǒng)應(yīng)具有自適應(yīng)電機運行溫度變化的功能了。但問題還有另一重要方面，在異步電機變頻調(diào)速中，最重要的問題是如何將電機磁鏈保持在給定值上并正確定向而不受電機運行溫度變化的影響，具體來說就是不受定子側(cè)電阻r1與轉(zhuǎn)子電阻r2隨電機運行溫度而變化的影響，國際上數(shù)十年以來即為了實現(xiàn)此要求而在不懈地進行深入研究。
文獻[6]僅從一個角度即從不能自適應(yīng)轉(zhuǎn)子時間常數(shù)t2(亦即是不能自適應(yīng)電機轉(zhuǎn)子電阻r2)這個角度來進行了定量分析，所得出的結(jié)論為:“電機發(fā)熱嚴重，甚至燒毀電機，應(yīng)采取具有電機參數(shù)在線辨識的自校正控制和對電機參數(shù)具有魯棒性的自適應(yīng)控制”。
文獻[2]將文獻[3]所提出的通過在線定子磁鏈閉環(huán)去自校正定子側(cè)電阻r1的技術(shù)和文獻[1]所提出的定子磁鏈在線觀測式組合在一起并應(yīng)用在定子磁鏈定向矢量控制變頻調(diào)速中，同時解決了正確建立電機端電壓和實現(xiàn)定子磁鏈定向矢量控制這兩個關(guān)鍵問題，而且不受電機定子側(cè)電阻r1及轉(zhuǎn)子電阻r2變化的影響，效果顯著，既能在無速度傳感器下運行，又能獲得很高的起動轉(zhuǎn)矩且起動電流小，從而使變頻器的電流容量大為減少和產(chǎn)品成本顯著降低。
定子磁鏈在線觀測式的動特性如何，下面將結(jié)合動態(tài)仿真結(jié)果來加以說明。
2 仿真結(jié)果及其評述
以下將列出一些重要的動態(tài)仿真結(jié)果, 圖1~圖4的動態(tài)仿真結(jié)果曲線圖均是異步電機變頻調(diào)速在無轉(zhuǎn)矩及無轉(zhuǎn)速閉環(huán)下獨立運行的最基本的工作方式下所取得的，在此情況下定子頻率隨著時間的增加而線性地上升，但負載卻是變化的。
在圖1~圖4的動態(tài)仿真結(jié)果曲線圖中，預(yù)勵磁時間均取為1.4s。r10及r20分別是定子側(cè)電阻r1及轉(zhuǎn)子電阻r2的基值，而r10并不等于r20。
就圖1~圖4中的每個圖分開來看，每個圖中的定子磁鏈觀測值曲線都與同圖中的定子磁鏈實際值曲線十分吻合，而不論r1及r2是如何不同和電流、電壓、頻率是如何變化，這說明定子磁鏈在線觀測式的動特性良好，查其原因，是因為無功功率瞬時值在定子磁鏈在線觀測式中起了主導作用，而定子磁鏈瞬時值又與無功功率瞬時值直接關(guān)聯(lián)。
從圖1~圖4總體來看，當預(yù)勵磁結(jié)束以后，定子磁鏈實際值即自動保持在給定值上，而不論r1及r2是如何不同和電流、電壓、頻率是如何變化。
3 結(jié)束語
預(yù)勵磁結(jié)束后r1即校正到了位，定子磁鏈定向于d軸也就到了位，定子電流在q軸上的投影也就是轉(zhuǎn)矩電流分量，文獻[4]利用此轉(zhuǎn)矩電流分量構(gòu)成轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制，獲得了魯棒性良好的效果。
文獻[5]在此基礎(chǔ)上又進一步開發(fā)出一種新型無速度傳感器的異步電機矢量控制變頻調(diào)速器，由于其主要控制參數(shù)都在q軸上，為進行類同于標量的控制方法提供了條件，并因此獲得了不同以往的優(yōu)越性能。
由于定子磁鏈閉環(huán)控制未采用傳統(tǒng)的電流控制方法, 因而與轉(zhuǎn)矩電流閉環(huán)之間不存在任何復(fù)雜的非線性解耦問題。
由于采用定子磁鏈控制，因而不存在如轉(zhuǎn)子磁鏈控制那樣在加載下出現(xiàn)磁路飽和問題，一旦磁路飽和，電機的自感、互感及漏磁系數(shù)都會發(fā)生顯著變化，如繼續(xù)沿用原來參數(shù)所建立的數(shù)學模型去進行控制，則其后果難以預(yù)見。
異步電機本身就是一個多變量強耦合的非線性復(fù)雜系統(tǒng)，現(xiàn)再加上通過在線定子磁鏈閉環(huán)去自校正定子側(cè)電阻r1的要求，則系統(tǒng)的復(fù)雜性就更加深一層。
為了獲得如圖1~圖4所示的良好效果，針對校正亦即調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)的結(jié)構(gòu)組成、參數(shù)選擇及采樣周期等方面的要求，現(xiàn)已經(jīng)開發(fā)出一整套并行之有效的專有技術(shù)。
|
| |
|
| |
|
> 
