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新疆起重机异步机的标量控制

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新疆起重机异步机的标量控制

发布日期:2017-06-12 作者: 点击:

新疆起重机由异步机的稳态特性推导出来的恒定压频比控制方法只控制变量的幅值,并且给定量和反馈量都是与相应变量成正比的直流量,因此叫标量控制。新疆起重机标量控制是最早在变频调速中使用的技术,其控制原理简单,实现容易,也能满足一定的调速性能要求。 

(1) 转速开环的压频比控制系统 一个恒压频比的开环交流调速系统如图3-2示,它采用的是偏置线性的压频比特性,转速的给定信号n*通过压控振荡器(VCO)产生频率指令信号,电压指令信号Ui随转速的给定信号n*变化。U 0 是在低速时改善 机械 特性的电压补偿。在开环系统中,不仅存在静差,而且速度往往会随着负载转矩和电源电压的变化而波动。 

2)转速闭环的压频比控制系统 采用与电机同轴连接的测速发电机进行实际转速反馈,这种闭环系统如图3-3示。图中,给定速度和实际速度比较,确定速度偏差,然后通过速度调节器,决定逆变器的频率和电压。速度环的输出信号通过电流极限控制器,限制变频器的电压和频率的快速变化。电流反馈只有当电动机电流升到预置的最大值时才起作用,它控制逆变器电流和频率的变化率。如果仅要求稳态性能,恒压频比控制可以胜任大范围的调速任务。 

3.异步机的矢量控制 异步电机的数学模型是一个高阶、非线性、强耦合、多变量的系统,通过坐标变换可以使之降阶并解耦,但没有改变其非线性、多变量的本质。在标量控制中,动态性能不够理想,调节器的参数很难设计,原因在于仍采用单变量系统的控制思想。矢量控制 (vectorc ontrol)的诞生使交流变频调速技术在精细化方面大大迈进了一步,达到了可与直流调速系统的性能相当的程度。 矢量控制的基本思想就是:把异步机经坐标变换等效成直流机,然后,仿造直流机的控制方法,求得直流电机的控制:在经过相应的反变换,就可以控制交流机了。从本质上说,矢量控制也是一种解祸控制。通过坐标变换,它将定子电流分解成磁链分量和转矩分量,分别进行控制。矢量控制使得在动态过程中对电磁转矩进行精确控制成为可能,大大提高了调速的动态性能。图示3-4为矢量控制的基本原理图。→两个独立的控制闭环:一个控制磁通,一个控制力矩。→磁通控制器通过磁通转矩特性曲线 *(n)得到磁通设定值 *。 *=常数(基速范围内) *~1/n(弱磁范围内) →力矩控制器通过速度控制器得到力矩设定值M*。→实际检测参数包括有: 测量参数的坐标转换,电机模型,定子电流分解成磁链分量( )和转矩分量( ) 磁链分量 ( )作用于转子磁通,但有一个时间迟滞,磁通建立时间约200ms至>1s,转矩分量( )直接作用干力矩,产生时间约lms(运动控制变频器)或5ms(一般矢量控制变频器)。因此磁链分量和转矩分量可以独立控制。 定子频率f用于力矩闭环控制,定子电压U用于磁通闭环控制。实际的矢量控制比下面的方框图更复杂。值得注意的是低速时的电流模型,电压模型和温度模型。  


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