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文檔簡介
1、 . 1、按變換的環(huán)節(jié)分類: 可分為交-交變頻器,即將工頻交流直接變換成頻率電壓可調的交流,又稱直接式變頻器;交-直-交變頻器,則是先把工頻交流通過整流器變成直流,然后再把直流變換成頻率電壓可調的交流,又稱間接式變頻器,是目前廣泛應用的通用型變頻器。2、按直流電源性質分類: (1)電流型變頻器電流型變頻器特點是中間直流環(huán)節(jié)采用大電感作為儲能環(huán)節(jié),緩沖無功功率,即扼制電流的變化,使電壓接近正弦波,由于該直流內阻較大,故稱電流源型變頻器(電流型)。電流型變頻器的特點(優(yōu)點)是能扼制負載電流頻繁而急劇的變化。常選用于負載電流變化較大的場合。(2)電壓型變頻器 電壓型變頻器特點是中間直流環(huán)節(jié)
2、的儲能元件采用大電容,負載的無功功率將由它來緩沖,直流電壓比較平穩(wěn),直流電源內阻較小,相當于電壓源,故稱電壓型變頻器,常選用于負載電壓變化較大的場合。 此外,變頻器還可以按輸出電壓調節(jié)方式分類,按控制方式分類,按主開關元器件分類,按輸入電壓高低分類。 變頻器常用的控制方式綜述 摘 要 :綜述了近年來在變頻器控制中常用的控制方式以及各自的特點,展望了今后變頻器控制方式發(fā)展的一些方向。 關鍵詞 :變頻器 控制 Abstract: The control methods and characteristics of inverters are summarized in this paper and
3、 the developments in the future of the inverters control methods are proposed, too. Keywords: inverter control變頻調速技術是現代電力傳動技術的重要發(fā)展方向,而作為變頻調速系統(tǒng)的核心-變頻器的性能也越來越成為調速性能優(yōu)劣的決定因素,除了變頻器本身制造工藝的“先天”條件外,對變頻器采用什么樣的控制方式也是非常重要的。本文從工業(yè)實際出發(fā),綜述了近年來各種變頻器控制方式的特點,并展望了今后的發(fā)展方向。 1 變頻器簡介1 1.1 變頻器的基本結構 變頻器是把工頻電源(50Hz或60Hz)變換成各
4、種頻率的交流電源,以實現電機的變速運行的設備,其結構如圖1所示,其中控制電路完成對主電路的控制,整流電路將交流電變換成直流電,直流中間電路對整流電路的輸出進行平滑濾波,逆變電路將直流電再逆變成交流電。對于如矢量控制變頻器這種需要大量運算的變頻器來說,有時還需要一個進行轉矩計算的CPU以及一些相應的電路。 1.2 變頻器的分類 變頻器的分類方法有多種,按照主電路工作方式分類,可以分為電壓型變頻器和電流型變頻器;按照開關方式分類,可以分為PAM控制變頻器、PWM控制變頻器和高載頻PWM控制變頻器;按照工作原理分類,可以分為V/f控制變頻器、轉差頻率控制變頻器和矢量控制變頻器等;按照用途分類,可以分
5、為通用變頻器、高性能專用變頻器、高頻變頻器、單相變頻器和三相變頻器等。 2 變頻器中常用的控制方式 2.1 非智能控制方式 在交流變頻器中使用的非智能控制方式有V/f協調控制、轉差頻率控制、矢量控制、直接轉矩控制等。 (1) V/f控制 V/f控制是為了得到理想的轉矩-速度特性,基于在改變電源頻率進行調速的同時,又要保證電動機的磁通不變的思想而提出的,通用型變頻器基本上都采用這種控制方式。V/f控制變頻器結構非常簡單,但是這種變頻器采用開環(huán)控制方式,不能達到較高的控制性能,而且,在低頻時,必須進行轉矩補償,以改變低頻轉矩特性。 (2) 轉差頻率控制 轉差頻率控制是一種直接控制轉矩的控制方式,它
6、是在 V/f控制的基礎上,按照知道異步電動機的實際轉速對應的電源頻率,并根據希望得到的轉矩來調節(jié)變頻器的輸出頻率,就可以使電動機具有對應的輸出轉矩。這種控制方式,在控制系統(tǒng)中需要安裝速度傳感器,有時還加有電流反饋,對頻率和電流進行控制,因此,這是一種閉環(huán)控制方式,可以使變頻器具有良好的穩(wěn)定性,并對急速的加減速和負載變動有良好的響應特性。 (3) 矢量控制2 矢量控制是通過矢量坐標電路控制電動機定子電流的大小和相位,以達到對電動機在 d、q、0坐標軸系中的勵磁電流和轉矩電流分別進行控制,進而達到控制電動機轉矩的目的。通過控制各矢量的作用順序和時間以及零矢量的作用時間,又可以形成各種PWM波,達到
7、各種不同的控制目的。例如形成開關次數最少的PWM波以減少開關損耗3。目前在變頻器中實際應用的矢量控制方式主要有基于轉差頻率控制的矢量控制方式和無速度傳感器的矢量控制方式兩種。 基于轉差頻率的矢量控制方式與轉差頻率控制方式兩者的定常特性一致,但是基于轉差頻率的矢量控制還要經過坐標變換對電動機定子電流的相位進行控制,使之滿足一定的條件,以消除轉矩電流過渡過程中的波動。因此,基于轉差頻率的矢量控制方式比轉差頻率控制方式在輸出特性方面能得到很大的改善。但是,這種控制方式屬于閉環(huán)控制方式,需要在電動機上安裝速度傳感器,因此,應用范圍受到限制。 無速度傳感器矢量控制是通過坐標變換處理分別對勵磁電流和轉矩電
8、流進行控制,然后通過控制電動機定子繞組上的電壓、電流辨識轉速以達到控制勵磁電流和轉矩電流的目的。這種控制方式調速范圍寬,啟動轉矩大,工作可靠,操作方便 4,但計算比較復雜,一般需要專門的處理器來進行計算,因此,實時性不是太理想,控制精度受到計算精度的影響。 (4) 直接轉矩控制 直接轉矩控制是利用空間矢量坐標的概念,在定子坐標系下分析交流電動機的數學模型,控制電動機的磁鏈和轉矩,通過檢測定子電阻來達到觀測定子磁鏈的目的,因此省去了矢量控制等復雜的變換計算,系統(tǒng)直觀、簡潔,計算速度和精度都比矢量控制方式有所提高。即使在開環(huán)的狀態(tài)下,也能輸出 100%的額定轉矩,對于多拖動具有負荷平衡功能5。 (
9、5) 最優(yōu)控制 最優(yōu)控制在實際中的應用根據要求的不同而有所不同,可以根據最優(yōu)控制的理論對某一個控制要求進行個別參數的最優(yōu)化。例如在高壓變頻器的控制應用中,就成功的采用了時間分段控制和相位平移控制兩種策略,以實現一定條件下的電壓最優(yōu)波形 6。 (6)其他非智能控制方式 在實際應用中,還有一些非智能控制方式在變頻器的控制中得以實現,例如自適應控制 789、滑模變結構控制101112、差頻控制13、環(huán)流控制14、頻率控制151617等,限于篇幅,這里不再累述,有興趣的讀者可自行參閱有關文獻。 2.2 智能控制方式 智能控制方式主要有神經網絡控制、模糊控制、專家系統(tǒng)、學習控制等。在變頻器的控制中采用智
10、能控制方式在具體應用中有一些成功的范例。 (1) 神經網絡控制 神經網絡控制方式應用在變頻器的控制中,一般是進行比較復雜的系統(tǒng)控制,這時對于系統(tǒng)的模型了解甚少,因此神經網絡既要完成系統(tǒng)辨識的功能,又要進行控制。而且神經網絡控制方式可以同時控制多個變頻器 1819,因此在多個變頻器級聯時進行控制比較適合。但是神經網絡的層數太多或者算法過于復雜都會在具體應用中帶來不少實際困難。 (2) 模糊控制 模糊控制算法用于控制變頻器的電壓和頻率,使電動機的升速時間得到控制,以避免升速過快對電機使用壽命的影響以及升速過慢影響工作效率 2021。模糊控制的關鍵在于論域、隸屬度以及模糊級別的劃分,這種控制方式尤其
11、適用于多輸入單輸出的控制系統(tǒng)。 (3) 專家系統(tǒng) 專家系統(tǒng)是利用所謂 “專家”的經驗進行控制的一種控制方式,因此,專家系統(tǒng)中一般要建立一個專家?guī)欤娣乓欢ǖ膶<倚畔ⅲ硗膺€要有推理機制,以便于根據已知信息尋求理想的控制結果。專家?guī)炫c推理機制的設計是尤為重要的,關系著專家系統(tǒng)控制的優(yōu)劣。應用專家系統(tǒng)既可以控制變頻器的電壓,又可以控制其電流2223。 (4) 學習控制 學習控制主要是用于重復性的輸入,而規(guī)則的 PWM信號(例如中心調制PWM)恰好滿足這個條件,因此學習控制也可用于變頻器的控制中24。學習控制不需要了解太多的系統(tǒng)信息,但是需要12個學習周期,因此快速性相對較差,而且,學習控制的算法中
12、有時需要實現超前環(huán)節(jié),這用模擬器件是無法實現的,同時,學習控制還涉及到一個穩(wěn)定性的問題,在應用時要特別注意。 3 變頻器控制的展望 隨著電力電子技術、微電子技術、計算機網絡等高新技術的發(fā)展,變頻器的控制方式今后將向以下幾個方面發(fā)展。 (1) 數字控制變頻器的實現 現在,變頻器的控制方式用數字處理器可以實現比較復雜的運算,變頻器數字化將是一個重要的發(fā)展方向,目前進行變頻器數字化主要采用單片機MCS5125或80C196MC320等,輔助以SLE45202528或EPLD液晶顯示器29等來實現更加完善的控制性能。 (2) 多種控制方式的結合 單一的控制方式有著各自的優(yōu)缺點,并沒有"萬能&
13、quot;的控制方式,在有些控制場合,需要將一些控制方式結合起來,例如將學習控制與神經網絡控制相結合30,自適應控制與模糊控制相結合3132,直接轉矩控制與神經網絡控制相結合33,或者稱之為”混合控制"34,這樣取長補短,控制效果將會更好。 (3) 遠程控制的實現 計算機網絡的發(fā)展,使"天涯若咫尺",依靠計算機網絡對變頻器進行遠程控制也是一個發(fā)展方向。通過RS4853536接口及一些網絡協議對變頻器進行遠程控制,這樣在有些不適合于人類進行現場操作的場合,也可以很容易的實現控制目標3738。 (4) 綠色變頻器 隨著可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的提出,對于環(huán)境的保護越來越受到人們
14、的重視。變頻器產生的高次諧波對電網會帶來污染,而且降低變頻器工作時的噪聲以及增強其工作的可靠性、安全性等等這些問題,都試圖通過采取合適的控制方式來解決,設計出綠色變頻器。 4 結束語 變頻器的控制方式是一個值得研究的問題,依靠致力于這項工作的有識之士的共同努力,使國產變頻器早日走向世界市場并且成為一流的產品。 通用變頻器的新技術 (1)低電磁噪音、靜音化 新型通用變頻器除了采用高頻載波方式的正弦波SPWM調制實現靜音化外,還在通用變頻器輸入側加交流電抗器或有源功率因數校正電路APFC,而在逆變電路中采取Soft-PWM控制技術等,以改善輸入電流波形、降低電網諧波,在抗干擾和抑制高次諧波方面符合
15、EMC國際標準,實現所謂的清潔電能的變換。如三菱公司的柔性PWM控制技術,實現了更低噪音運行。 (2)專用化 新型通用變頻器為更好地發(fā)揮變頻調速控制技術的獨特功能,并盡可能滿足現場控制的需要,派生了許多專用機型如風機水泵空調專用型、起重機專用型、恒壓供水專用型、 交流電梯專用型、紡織機械專用型、機械主軸傳動專用型、電源再生專用型、中頻驅動專用型、機車牽引專用型等。 (3)系統(tǒng)化 通用變頻器除了發(fā)展單機的數字化、智能化、多功能化外,還向集成化、系統(tǒng)化方向發(fā)展。如西門子公司提出的集通訊、設計和數據管理三者于一體的“全集成自動化”(TIA)平臺概念,可以使變頻器、伺服裝置、控制器及通訊裝置等集成配置
16、,甚至自動化和驅動系統(tǒng)、通訊和數據管理系統(tǒng)都可以像驅動裝置通常嵌入“全集成自動化”系統(tǒng)那樣進行,目的是為用戶提供最佳的系統(tǒng)功能。 (4)網絡化 新型通用變頻器可提供多種兼容的通信接口,支持多種不同的通信協議,內裝RS485接口,可由個人計算機向通用變頻器輸入運行命令和設定功能碼數據等,通過選件可與現場總線:Profibus-DP、 Interbus-S 、 Device Net 、 Modbus 、Plus、CC-Link、LONWORKS、Ethernet、CAN 、Open、T-LINK等通訊。如西門子、VACON、富士、日立、三菱、普傳、臺安、東洋等品牌的通用變頻器,均可通過各自可提供的
17、選件支持上述幾種或全部類型的現場總線。 (5)“易于使用”的模式 新型通用變頻器機內固化的“調試指南”會引導你一步一步地填入調試表格,無需記住任何參數,充分體現了易操作性。如西門子公司的新一代MICROMASTER420/440因采用了一種稱為“易于使用”的成功概念,使得在連接技術、安裝和調試方面的操作變得非常簡單 (6)參數趨勢圖形 新型通用變頻器的參數趨勢圖可適時地顯示各信號的現時運行狀態(tài),用戶在調試過程中,可隨時監(jiān)控和記錄運行參數。如西門子公司的新一代MICROMASTER420/440的高級操作板AOP,可是變頻器的參數上裝或下裝,可以通過現場總線的USS連接調試和控制多達31臺變頻器
18、驅動裝置。AOP可以存儲10組數據。存儲在AOP中的各組數據可以直接裝入其它的MICROMASTER420/440,或者通過USS裝入。 (7)內置式應用軟件 新型通用變頻器可以內置多種應用軟件,有的品牌可提供多達130余種的應用軟件,以滿足現場過程控制的需要,如PID控制軟件、張力控制軟件、速度級鏈、速度跟隨、電流平衡、變頻器功能設置軟件、通訊軟件等。變頻器功能設置軟件可以在WINDOWS95/98環(huán)境下設置變頻器的功能及數據通訊。 (8)分布式應用 現代自動化工程趨于分布式方案,這就要求智能化設備必須是模塊化、分布化,并且能與現代機器設備集成。這樣不僅會在生產、機器設備調試和維護方面帶來成
19、本優(yōu)勢,而且為設備擴展帶來高靈活性。作為通用變頻器應與電動機集成,或將變頻器盡可能直接安裝到電動機所在位置,借助COMBIMASTER 411/MICROMASTER 411,可將整套驅動器從開關柜直接移到機器或設備處,使設備單元可使用很小的開關柜,或者甚至就無需使用。將變頻器與電動機集成的另一優(yōu)點是,開關柜內的熱耗減少,因而可無需采取開關柜通風措施。此外,還能更容易地遵守電磁兼容標準,因為在電動機和變頻器之間無需電纜連接,就不存在要求屏蔽的問題。同時,安裝成本和布線成本或者電纜敷設費用也顯著降低。而且,需要進行維護時,也可方便快捷地從電動機上取下變頻器。可集成的變頻器與標準電動機完全兼容,可
20、直接很容易地安裝到標準電動機的端子盒上,并固定。西門子公司的新型MICROMASTER 411系列既是一種可集成的通用變頻器。由于MICROMASTER 411系列通用變頻器具有可通訊功能,因而可通過Profibus-DP接口與自動化環(huán)境集成在一起。具有用戶操作方便,連接簡單,并可通過串行接口RS232實現參數化,以及采用基本操作面板(BOP)或者高級操作面板(AOP)或PC機用調試軟件等方法實現運行控制。 (9)參數自調整 用戶只要設定數據組編碼,而不必逐項設置,通用變頻器會將運行參數自動調整到最佳狀態(tài), (10)功能設置軟件化 通用變頻器的功能可以在WINDOWS95/98環(huán)境下設置并下裝
21、,并可以進行數據通訊。 疑難問題問答 1 有沒有風機,2 水泵專用變頻器的技術資料最新信息 ? 回答:關于風機、水泵等流體機械用的專用通用變頻器新增功能有:管路泄漏檢測功能、管路阻塞檢測功能、防水錘效應功能、壓力給定與反饋功能、慣量反饋功能、低載預警功能、免操作PID功能及新型節(jié)電模式選擇功能,現在的新型節(jié)電模式比一般的變頻器的節(jié)電功能更省電,以380V/37kW風機為例,30Hz時的電流只有8.5A,而一般的變頻器為25A,可見所稱的新型節(jié)電模式的電流降低了不少,因此廠商稱其為節(jié)電王。詳細資料可與恒星電器公司聯系013305337097 3 請問有否支持FF總線的變頻器? 回答:可以用無線傳
22、輸數據采集系統(tǒng)與SCADA配合,將遠端的變頻器數據傳輸到終端進行監(jiān)視與控制。 3在長輸油管道的scada系統(tǒng)中,異步電動機變頻器的開發(fā)及運用? 回答:目前,除了無傳感器矢量控制和轉矩矢量控制等,可提高電動機轉矩控制性能的技術外, 富士電機公司正在開發(fā)包括電動機控制常數的調節(jié)及與機械系統(tǒng)匹配的適應控制等,可提高電動機應用性能的技術。為了防止電動機轉速偏差以及在低速區(qū)域獲得較理想的平滑轉速, 應用大規(guī)模集成電路并采用專用數字式AVR控制技術的控制方式,取得良好效果。 4紡織機械用的變頻器有哪些? 回答:恒星電器公司有日本、韓國最新型變頻器系列產品 5請問,在恒壓供水系統(tǒng)中,如有功率大中小三只水泵(
23、32,132,160),變頻器應如何配置比較妥當? 回答: 你所需的變頻部分是哪個電機呢?當然了可以在不需要循環(huán)的狀態(tài)下完成你所需的系統(tǒng)!方案一般是一變頻兩工頻的工作了!而且了160KW的循環(huán)在做的過程中是需要很謹慎的了!若需一拖三,則可按最大的那臺選變頻器,但每臺電機上要配好合適的熱繼電器。若經常需要變頻運行的是那臺最小的,建議將那兩臺大的選用軟啟動器啟動運行,小的選用變頻器。 6想討教一些關于變頻器的煞車方面的知識,敬請賜教? 回答:可以使用直流制動;或者使用外部制動電阻、制動單元 1.造成需要直流制動的原因是負載拖動電機旋轉,即電機處于發(fā)電狀態(tài)。 2.若是采用變頻器拖動電機,此時變頻器整
24、流部的直流電壓會急速升高。如不采取響應措施,會將變頻器燒壞。 3.針對這種現象可以: 1)加制動單元和制動電阻,將能量以熱的形式散發(fā)出去。 2)加能量回潰單元,將能量反饋回電網,但造價稍高。 star對變頻器煞車部分的說法比較籠統(tǒng)交流制動是指在這種過程中電機處于發(fā)電狀態(tài),能量會從電機側回饋能量給電源。而直流制動電機是處于能耗制動狀態(tài)的,電機是消耗能量的。在電機減速時如果我們投入直流制動,整個過程是先進行交流制動,在減速的后期投入直流制動的達到準確停止時的目的。 回答:節(jié)電器與軟啟動并無本質區(qū)別,應是在線軟起.;變頻則完全不同. 8現有一風機型負載,要求產生較大速度范圍,想用變頻器減少機械變速級
25、數,請問設計時變頻器的最低和最高頻率怎樣確定,變頻器的低頻性能怎樣?是否有這方面資料。 回答:變頻器是可以提供較寬的變速范圍。但想減少機械變速級數是不一定可取的。首先減速箱的作用不僅是改變速度,更重要的是可以改變扭矩,若去掉減速箱,那就必須把電機改為直聯電機,增加電機軸的直徑,若變速比比較大,就不可取。 9“在恒壓供水系統(tǒng)中,如有功率大小四只水泵(45,75,110,110)”如何選擇? 回答:若需一拖二,則可按最大的那臺選變頻器,但每臺電機上要配好合適的熱繼電器。若經常需要變頻運行的是那臺最小的,建議將那兩臺大的選用軟啟動器啟動運行,小的選用變頻器。 10變頻器帶大慣性負載如何解決剎車減速問
26、題 ? 我急需一臺將直流550V直接逆變成三相交流380V的逆變器,功率90KW;現場使用在移動設備上,沒有交流控制電源,如何解決控制問題。 回答:Vacon和普傳有直流直接輸入的逆變器及中壓變頻器,可以和恒星電氣公司聯系解決你們的問題,打電話問一下他們。 11我想了解德國 SELECTRON 工業(yè)控制的相關知識,有沒有中文資料,能不能作一些簡單介紹? 回答:德國 SELECTRON 公司是一個專業(yè)從事工業(yè)自動化產品的公司,包括運動控制、通信、制造自動化、建筑自動化、交通環(huán)境自動化等領域的產品,如變頻軟起、工業(yè)計算機、觸摸屏、編程軟件、Remote控制模塊、自動控制系統(tǒng)(CAN總線)、位置控制
27、、步進控制等。 我們正在做意大利 SIEI的變頻器,型號有AGY轉矩矢量型和AVY磁通定向的轉矩矢量型,其中AGY可以用在塑料機械起重機的提升機構等行業(yè),AVY有張力控制卷徑計算等強大的功能,同時可以支持各種通訊方式。由于進入中國市場不久所以知道的人不多,但我們已成功的發(fā)展了一定的客戶群市場上的價格定位相當低,如各位“大蝦”需要選型了解請致由先生 12我一臺三菱變頻電動機驅動測試設備及直流發(fā)電機160-440v37kw(他激勵磁)直接逆變成三相交流380V的逆變器,功率37KW;現場使用在測試設備上,為了將測試系統(tǒng)電能(交流電源)返回電力(380v),如何解決控制問
28、題? 回答:可以參考通用變頻器的電源再生變流器的做法控制。 13循環(huán)軟啟動的問題及解決? 回答:75KW以上變頻器的循環(huán)軟啟很困難,我司有專用的相位檢測同步循環(huán)軟啟的問題及解決工程,請與我聯系。星電氣 15我們在選用變頻器時,經常讓變頻器的容量大于負載最大容量,如果我們充分利用變頻器的過載能力,讓變頻器容量稍小于負載的最大轉矩,略大于負載的穩(wěn)定運行轉矩,不知可行否?這樣做,還需注意些什么問題呢? 還有,繞線式異步電機改造,需要注意些什么問題呢?什么地方可以查到相關資料嗎? 回答: 1.造成需要直流制動的原因是負載拖動電機旋轉,即電機處于發(fā)電狀態(tài)。 說明: 這個說法應
29、該是不正確的.這個說法描述的應該是能耗制動.需要直流制動是因為負載的慣性大,不能在需要的時間內停車,在電機繞組加一個小的直流電壓,但是直流制動一般不會過壓,比較容易出現的當制動電壓輸出比較高的情況下過電流.直流制動的能量消耗在電機上,而我們通常說的能耗制動能量消耗在制動電阻上.。 另外直流制動還有讓電機在某個位置停住剎車的作用,而能耗制動沒有這個作用. 16有個單位,有一些37KW深井潛水泵,請問可否使用變頻來達到節(jié)能的目的,潛水泵使用變頻有否比較顯著的效果。 回答:當然可以,節(jié)能多少要看實際工況。但應該不會低于30%。 如您采用三肯、西門子MM420等品牌 17請問在造紙機械上應用變頻器應如
30、何選型 回答:可與淄博恒星電器聯系,這方面他們是專家 變頻器制動的情況 制動的概念 指電能從電機側流到變頻器側(或供電電源側),這時電機的轉速高于同步轉速。 負載的能量分為動能和勢能.。動能(由速度和重量確定其大小)隨著物體的運動而累積,當動能減為零時,該事物就處在停止狀態(tài)。機械抱閘裝置的方法是用制動裝置把物體動能轉換為摩擦和能消耗掉。 對于變頻器,如果輸出頻率降低,電機轉速將跟隨頻率同樣降低,這時會產生制動過程,由制動產生的功率將返回到變頻器側,這些功率可以用電阻發(fā)熱消耗。 在用于提升類負載,在下降時,能量(勢能)也要返回到變頻器(或電源)側,進行制動。 這種操作方法被稱作"再生制
31、動",而該方法可應用于變頻器制動。 在減速期間,產生的功率如果不通過熱消耗的方法消耗掉,而是把能量返回送到變頻器電源側的方法叫做"功率返回再生方法"。在實際中,這種應用需要"能量回饋單元"選件。 $ 怎樣提高制動能力? 為了用散熱來消耗再生功率,需要在變頻器側安裝制動電阻。 為了改善制動能力,不能期望靠增加變頻器的容量來解決問題。請選用"制動電阻"、"制動單元"或"功率再生變換器"等選件來改善變頻器的制動容量。交流變頻調速技術: 是強弱電混合、機電一體的綜合性技術,既要處理巨大電能的轉
32、換(整流、逆變),又要處理信息的收集、變換和傳輸,因此它的共性技術必定分成功率和控制兩大部分。前者要解決與高壓大電流有關的技術問題和新型電力電子器件的應用技術問題,后者要解決(基于現代控制理論的控制策略和智能控制策略)的硬、軟件開發(fā)問題(在目前狀況下主要全數字控制技術)。 其主要發(fā)展方向有如下幾項。 (1)實現高水平的控制。基于電動機和機械模型的控制策略,有矢量控制、磁場控制、直接傳矩控制和機械扭振補償等;基于現代理論的控制策略,有滑模變結構技術、模型參考自適應技術、采用微分幾何理論的非線性解耦、魯棒觀察器,在某種指標意義下的最優(yōu)控制技術和逆奈奎斯特陣列設計方法等;基于智能控制思想的控制策略,
33、有模糊控制、神經元網絡、專家系統(tǒng)和各種各樣的自優(yōu)化、自診斷技術等。 (2)開發(fā)清潔電能的變流器。所謂清潔電能變流器是指變流器的功率因數為1,網側和負載側有盡可能低的諧波分量,以減少對電網的公害和電動機的轉矩脈動。對中小容量變流器,提高開關頻率的PWM控制是有效的。對大容量變流器,在常規(guī)的開關頻率下,可改變電路結構和控制方式,實現清潔電能的變換。 (3)縮小裝置的尺寸。緊湊型變流器要求功率和控制元件具有高的集成度,其中包括智能化的功率模塊、緊湊型的光耦合器、高頻率的開關電源,以及采用新型電工材料制造的小體積變壓器、電抗器和電容器。功率器件冷卻方式的改變(如水冷、蒸發(fā)冷卻和熱管)對縮小裝置的尺寸也
34、很有效。 (4)高速度的數字控制。以32位高速微處理器為基礎的數字控制模板有足夠的能力實現各種控制算法,Windows操作系統(tǒng)的引入使得可自由設計,圖形編程的控制技術也有很大的發(fā)展。 (5)模擬與計算機輔助設計(CAD)技術。電機模擬器、負載模擬器以及各種CAD軟件的引入對變頻器的設計和測試提供了強有力的支持。 主要的研究開發(fā)項目有如下各項。 (1)數字控制的大功率交-交變頻器供電的傳動設備。 (2)大功率負載換流電流型逆變器供電的傳動設備在抽水蓄能電站、大型風機和泵上的推廣應用。 (3)電壓型GTO逆變器在鐵路機車上的推廣應用。 (4)電壓型IGBT、IGCT逆變器供電的傳動設備擴大功能,改
35、善性能。如4象限運行,帶有電極參數自測量與自設定和電機參數變化的自動補償以及無傳感器的矢量控制、直接轉矩控制等。 (5)風機和泵用高壓電動機的節(jié)能調速研究。眾所周知,風機和泵改用調速傳動后節(jié)約大量電力。特別是電壓電動機,容量大,節(jié)能效果更顯著。研究經濟合理的高壓電動機調速方法是當今重大課題。 主要的研究內容及關鍵技術有如下各項。 (1)高壓、大電流技術:動態(tài)、靜態(tài)均壓技術(6kV、10kV回路中3英寸晶閘管串聯,靜動態(tài)均壓系數大于0.9);均流技術,大功率晶閘管并聯的均流技術,均流系數大于0.85);浪涌吸收技術(10 kV、6kV回路中);光控及電磁觸發(fā)技術(電/光,光/電變換技術);導熱與
36、散熱技術(主要解決導熱及散熱性好、電流出力大的技術,如熱管散熱技術);高壓、大電流系統(tǒng)保護技術(抗大電流電磁力結構、絕緣設計);等效負載模擬技術。 (2)新型電力電子器件的應用技術:可關斷驅動技術;雙PWM逆變技術;循環(huán)變流 / 電流型交-直-交(CC / CSI0)變流技術(12脈波變頻技術);同步機交流勵磁變速運行技術;軟開關PWM變流技術。 (3)全數字自動化控制技術:參數自設定技術;過程自優(yōu)化技術;故障自診斷技術;對象自辨識技術。 (4)現代控制技術:多變量解耦控制技術;矢量控制和直接力矩控制技術;自適應技術。 關于各 PID功能動作上的區(qū)別 動作 IMO 的 PID IHF.IPF 內藏 PID IWS 的 PID 頻率單位設定 壓力單位設定 指令值(目標值)的設定方法 頻率單位設定 (按 Cd002 的方法) 頻率單位設定 (按 Cd002 的方法) 頻率單位設定 (按 Cd002 的方法) 壓力單位設定 (專門用 Cd175 ,與 Cd002 沒關系) 指令值(目標值)與下限頻率的關系 不可小于下限頻率(
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