PLC和變頻器的雙饋電機控制技術探討

    2013-09-30 11:48 來源:電子信息網 作者:洛小辰

    本文將探討基于PLC和變頻器的雙饋電機控制技術,在USS通信功能的基礎上,結合變頻器本身提供的用戶自定義V/F控制方式,實現變頻器輸出頻率與輸出電壓的分別控制。這種新的雙饋電機控制方法,不僅結構簡單而且可靠性高,具有很高的實用價值。

    變頻器的兩個重要部分莫過于輸出頻率與輸出電壓,而在實際操作中,一項關鍵性的工作就是把這兩個因素進行分別控制。雙饋電機的勵磁控制可以選取d,q同步旋轉坐標系,使d軸方向與定子磁鏈ψ1一致,則ψd1=ψ1,ψq1=0。由于定子電壓u1領先于ψ190°時間電角度,因此u1應落在q軸上,即uq1=U1為常數,ud1=0。定子電流同樣可分為轉矩電流分量iq1和磁場電流分量id1。在d,g坐標系中,采用電動機慣例,定子磁場定向雙饋電機的基本方程為:

    雙饋電機控制方程

    式中:L1為定子繞組電感;r2,L2分別為折算到定子側的轉子繞組電阻和電感;Lm為定轉子繞組間的互感;下標1,2分別表示定子量和轉子量;p為微分算子。

    假設雙饋電機定子接無窮大電網,穩態時,d,q坐標系中各相電壓和電流均為直流量,式(1)中p=0。將ω1£1=X1,ω1L2=X2,ω1Lm=Xm代入式(1)得:

    雙饋電機控制方程式

    式(3)即為簡化的雙饋電機轉子勵磁電壓控制模型,轉子勵磁電壓是轉差率的函數。

    根據感應電機定、轉子繞組電流產生的旋轉磁場相對靜止的原理,可得雙饋電機運行時,電機轉速與定子繞組電流頻率的數學關系為:

    雙饋電機控制式

    式中:f2為定子電流頻率,與電網頻率相同;np為電機的極對數:n為雙饋電機的轉速。

    由式(4)可知,調節f2即可控制n。當nn1(n1為電機的同步轉速)時,雙饋電機處于亞同步速運行,f2>0;當n>n1時,雙饋電機處于超同步速運行,f20(負相序);當n=n1時,f2=0,變流器向轉子提供直流勵磁,此時雙饋電機作為同步電機運行。

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    電機控制

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