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新疆起重機異步機的標量控制

2017-06-12

新疆起重機由異步機的穩(wěn)態(tài)特性推導出來的恒定壓頻比控制方法只控制變量的幅值,并且給定量和反饋量都是與相應變量成正比的直流量,因此叫標量控制。新疆起重機標量控制是最早在變頻調(diào)速中使用的技術(shù),其控制原理簡單,實現(xiàn)容易,也能滿足一定的調(diào)速性能要求。 

(1) 轉(zhuǎn)速開環(huán)的壓頻比控制系統(tǒng) 一個恒壓頻比的開環(huán)交流調(diào)速系統(tǒng)如圖3-2示,它采用的是偏置線性的壓頻比特性,轉(zhuǎn)速的給定信號n*通過壓控振蕩器(VCO)產(chǎn)生頻率指令信號,電壓指令信號Ui隨轉(zhuǎn)速的給定信號n*變化。U 0 是在低速時改善 機械 特性的電壓補償。在開環(huán)系統(tǒng)中,不僅存在靜差,而且速度往往會隨著負載轉(zhuǎn)矩和電源電壓的變化而波動。 

2)轉(zhuǎn)速閉環(huán)的壓頻比控制系統(tǒng) 采用與電機同軸連接的測速發(fā)電機進行實際轉(zhuǎn)速反饋,這種閉環(huán)系統(tǒng)如圖3-3示。圖中,給定速度和實際速度比較,確定速度偏差,然后通過速度調(diào)節(jié)器,決定逆變器的頻率和電壓。速度環(huán)的輸出信號通過電流極限控制器,限制變頻器的電壓和頻率的快速變化。電流反饋只有當電動機電流升到預置的最大值時才起作用,它控制逆變器電流和頻率的變化率。如果僅要求穩(wěn)態(tài)性能,恒壓頻比控制可以勝任大范圍的調(diào)速任務。 

3.異步機的矢量控制 異步電機的數(shù)學模型是一個高階、非線性、強耦合、多變量的系統(tǒng),通過坐標變換可以使之降階并解耦,但沒有改變其非線性、多變量的本質(zhì)。在標量控制中,動態(tài)性能不夠理想,調(diào)節(jié)器的參數(shù)很難設計,原因在于仍采用單變量系統(tǒng)的控制思想。矢量控制 (vectorc ontrol)的誕生使交流變頻調(diào)速技術(shù)在精細化方面大大邁進了一步,達到了可與直流調(diào)速系統(tǒng)的性能相當?shù)某潭取?矢量控制的基本思想就是:把異步機經(jīng)坐標變換等效成直流機,然后,仿造直流機的控制方法,求得直流電機的控制:在經(jīng)過相應的反變換,就可以控制交流機了。從本質(zhì)上說,矢量控制也是一種解禍控制。通過坐標變換,它將定子電流分解成磁鏈分量和轉(zhuǎn)矩分量,分別進行控制。矢量控制使得在動態(tài)過程中對電磁轉(zhuǎn)矩進行精確控制成為可能,大大提高了調(diào)速的動態(tài)性能。圖示3-4為矢量控制的基本原理圖?!鷥蓚€獨立的控制閉環(huán):一個控制磁通,一個控制力矩?!磐刂破魍ㄟ^磁通轉(zhuǎn)矩特性曲線 *(n)得到磁通設定值 *。 *=常數(shù)(基速范圍內(nèi)) *~1/n(弱磁范圍內(nèi)) →力矩控制器通過速度控制器得到力矩設定值M*?!鷮嶋H檢測參數(shù)包括有: 測量參數(shù)的坐標轉(zhuǎn)換,電機模型,定子電流分解成磁鏈分量( )和轉(zhuǎn)矩分量( ) 磁鏈分量 ( )作用于轉(zhuǎn)子磁通,但有一個時間遲滯,磁通建立時間約200ms至>1s,轉(zhuǎn)矩分量( )直接作用干力矩,產(chǎn)生時間約lms(運動控制變頻器)或5ms(一般矢量控制變頻器)。因此磁鏈分量和轉(zhuǎn)矩分量可以獨立控制。 定子頻率f用于力矩閉環(huán)控制,定子電壓U用于磁通閉環(huán)控制。實際的矢量控制比下面的方框圖更復雜。值得注意的是低速時的電流模型,電壓模型和溫度模型。  


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