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变频器低频特性改善措施

时间:2014-11-11 15:38来源:未知 编辑:自动控制网
1、启动转距的 提升 由于系统在低频时R1上的压降影响,使系统的启动转距随W1下降而减小,为此变频器设有转距提升功能,该功能可以调整低频区域电动机的力矩,使之与负荷配合,增大启动转距。可选择自动转距提升和手动转距提升模式,其原理是提升定子电压也就
  1、启动转距的提升
  由于系统在低频时R1上的压降影响,使系统的启动转距随W1下降而减小,为此变频器设有转距提升功能,该功能可以调整低频区域电动机的力矩,使之与负荷配合,增大启动转距。可选择自动转距提升和手动转距提升模式,其原理是提升定子电压也就相应提高了启动转距,但提升电压设置过高,将导致电流过大引起电动机饱和、过热或过电流跳闸。如1336PLUS系列变频器的转距提升功能,可自动调整提升电压,以产生所需的电压,可根据预定转距所需的电流来选择提升电压,转距提升在控制电流的同时使电动机处于最佳运行状态,在选择手动转距提升时,要结合实际情况来设定转距提升值。
  2、改善低频转距脉动
  变频器构成的交流调速系统的低频转距脉动直接影响系统动态特性,不论是变频器的生产厂和系统集成的工程技术人员,都在尽力于改善低频区脉动这一技术问题。如采用磁通控制方式、正弦波PWM控制方式,它不是按照调制正弦波和载波的交点来控制GTR的导通和关断,而是始终使异步电动机的磁通接近正弦波,旋转磁场的轨迹是圆形来决定GTR的导通规律。在很低的频率下,保证异步电动机在低速时旋转均匀,从而扩大了变频调速范围,抑制异步电动机的振动和噪声。其圆形旋转磁场的实现,是通过检测磁通使控制环节随时判断实际磁通超过误差范围与否,来改变GTR的工作模式,从而保证旋转磁场的轨迹呈圆形,以减少转距脉动。 本文来自www.eadianqi.com
  3、圆周PWM方法降低转距脉动
  “圆周”的含义是指定子磁链ψ1空间矢量在高斯平面中沿着一个非常接近于圆周的多边形,其以降低电动机脉动转距为目的来确定电压脉冲的宽度和位置。三相逆变器为全波桥式结构,如其运行在这样一种方式下,当交流输出端(a、b、c)之一在任何时候接通直流母线(应同时接到另一个直流母线上),显然交流输出端接到直流母线方式有六种,这就导致定子电压U1的空间矢量有六个位置,投影所产生的瞬时相电压如下:
  Va=Vb=1/3VdcVc=-2/3Vdc
  其余类推,符号Va、Vb、Vc代表三相输出电压的瞬时相电压值,假如Ia+Ib+Ic=0由空间矢量在A、B、C轴上的垂直投影就可得到Va、Vb、Vc,除以上六种开/关状态外,还有使开关1、3、5或2、4、6同时关断两种状态,在这种情况下,交流输出端a、b、c接到同一电位上,U1及Ua、Ub、Uc顺次变为零,将这种运行方式应用到一个三电平PWM逆变器上可获得与两电平PWM相比而言较低的谐波成分。
  PWM形式是一种斩波准方波调制,负载上的相电压由矩形段和零电压段(U1=0时)组成,在每个电压脉冲时刻,矢量ψ1以恒定线速度移动,而在零电压段保持静止,然而由于矢量ψ2以恒定角速度W1转动,ψ1和ψ2间的夹角δ就出现了,因此电压斩波是引起高频转距脉动的主要原因,频率与输出电压矩脉冲频率相同。这是由于PWM自身固有的,实际上高频转矩脉动是很难消除的,并叠加于低频转矩脉动之上。为消除系统的低频转矩脉动可从以下两种方式开展工作: 本文来自www.eadianqi.com
  在电压脉冲中间点的时刻,矢量ψ1、ψ2间的夹角δ在稳态运行时对于所有脉冲应保持恒定,消除由δ变化而产生的对低频转矩(频率为6F1)的影响,在空载情况下δ=0尽管ψ1的幅值变化,低频转矩脉动仍然将被完全消除。
  在恒定的负载时(δ-cost≠0)仅仅ψ1幅值的变化引起低频转矩脉动,而负载引起ψ2幅值的变化可以忽略,因此必须获得一个比较接近于圆周的ψ1矢量轨迹。圆周PWM是利用空载矢量ψ1的空间位置来确定电压脉冲的中间点,即晶闸管导通段及零电压段的合理组合,可以产生幅值变化可以忽略不计的ψ1,此原理如图1所示,ψ1停止时刻(即零电压段)用圆点标出,确定电压脉冲位置使它们对称,如图中各横坐标的中间点,脉冲宽度(即持续时间)与横坐标长度相对应,所要求的输出电压来确定。自然电压波形周期由ψ1矢量沿多边形转一周所需的时间确定。采用此方法在保持输出电压由零到最大值可变的同时,可有效的消除低频转矩脉动。
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