[其他]異步電機(jī)變頻調(diào)速的功率控制法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 85104745
• 申請日: 1985-06-21
• 公開（公告）號: CN85104745A
• 公開（公告）日: 1986-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳豪泰;陳俊文;嚴(yán)漢彥;宋紀(jì)三
• 申請（專利權(quán)）人: 北京有色冶金設(shè)計(jì)研究總院
• 主分類號: H02P7/63
• 分類號: H02P7/63
• 代理公司: 北京有色冶金設(shè)計(jì)研究總院專利代理事務(wù)所
• 代理人: 楊遠(yuǎn)英

本發(fā)明屬于異步電動機(jī)交流調(diào)速的一種新的控制方法。

異步電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)工作量小，可用于惡劣的工作環(huán)境，所以在工業(yè)各部門的電力傳動中得到廣泛的應(yīng)用。又由于異步電機(jī)的負(fù)載電流和激磁電流耦合在一起，因此異步電機(jī)的調(diào)速控制又是各種電機(jī)中最困難的。

用于異步電機(jī)調(diào)速的電流源逆變器，是一種簡單可靠，投資較少，應(yīng)用廣泛的逆變器。用電流源逆變器變頻調(diào)速的異步電機(jī)，在風(fēng)機(jī)、泵類、以及調(diào)速精度要求高的電力傳動中都具有廣泛的用途。

用于異步電機(jī)調(diào)速的電流源逆變器，目前國內(nèi)外常用的是V/f＝常數(shù)的控制方法。由于電流源逆變器直、交側(cè)的電壓關(guān)系非線性，這種控制方法不能適應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn)中的負(fù)載變化，當(dāng)負(fù)載輕時(shí)，功率因數(shù)cosψ降低，而交流電壓U_～增加，引起電機(jī)過激;當(dāng)過激嚴(yán)重時(shí)，甚至造成電流源逆變器負(fù)載側(cè)短路。當(dāng)負(fù)載重時(shí)，功率因數(shù)cosψ增高，而使交流電壓U_～減小，引起電機(jī)欠激;當(dāng)欠激嚴(yán)重時(shí)，甚至造成電機(jī)停轉(zhuǎn)。為克服這個(gè)技術(shù)難題，世界上技術(shù)先進(jìn)的國家在研究應(yīng)用電流源逆變器的異步電機(jī)調(diào)速的矢量控制法。但這種方法復(fù)雜，在工業(yè)上實(shí)用還有相當(dāng)多的困難。目前工業(yè)上實(shí)際運(yùn)用的電流源逆變器變頻調(diào)速的異步電機(jī)，仍然是使用Vf＝常數(shù)的控制方法，但這種方法只能在比較穩(wěn)定的負(fù)載下工作，而在負(fù)載變化較大的場合就不適用了。

本發(fā)明就是為了解決上述技術(shù)問題，克服V/f＝常數(shù)的控制方法存在的缺點(diǎn)，使電流源逆變頻調(diào)速的異步電機(jī)能在任意負(fù)載、任意頻率下穩(wěn)定運(yùn)行，提出了一種新的控制方法-異步電機(jī)變頻調(diào)速的功率控制法。

本發(fā)明的要點(diǎn)是：在維持電流源逆變器直流側(cè)與交流側(cè)的有功功率相等的條件下，控制直流側(cè)電壓Ud，而實(shí)現(xiàn)異步電機(jī)變頻調(diào)速。

表達(dá)式：UdId＝3]]>U～I(xiàn)～cosψ

Ud＝3]]>U～cosψI～/Id

由電流源逆變器的特性決定了I～/Id＝常數(shù)，此常數(shù)取決于接線方式。

∴Ud＝KU～cosψ

式中：Ud-電流源逆變器直流側(cè)電壓

Id-電流源逆變器直流側(cè)電流

U_～-電流源逆變器交流側(cè)電壓

I_～-電流源逆變器交流側(cè)電流

cosψ-異步電機(jī)功率因數(shù)

K-常數(shù)

因此，Ud與U～cosψ的乘積成正比。

實(shí)施步驟：

1.將負(fù)載特性和工作條件輸入計(jì)算機(jī)，繪制Ud/f函數(shù)曲線。

2.在運(yùn)行中連續(xù)檢測出實(shí)際負(fù)載下的Ud和U_～值，輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算出相應(yīng)的cosψ值。或直接連續(xù)檢測出cosψ值輸入計(jì)算機(jī)，此cosψ值被輸入到Ud控制環(huán)內(nèi)，作為一個(gè)參量與Ud/f函數(shù)相乘，并將它作為U_～的給定值，實(shí)現(xiàn)Ud的閉環(huán)調(diào)節(jié)，使Ud與實(shí)際負(fù)載相適應(yīng)，實(shí)現(xiàn)Ud與U～cosψ成正比即Ud＝KU～cosψ，以及速度閉環(huán)的變頻調(diào)速。

3.當(dāng)需要超同步速度運(yùn)行時(shí)，此時(shí)頻率超過工頻，Ud/f函數(shù)關(guān)系仍然能維持電流源逆變器兩側(cè)有功功率相等，U_～限制在380V弱磁運(yùn)行，負(fù)載電流不超過電機(jī)額定電流。

本發(fā)明實(shí)施例：完成了控制17KW電機(jī)在各種負(fù)載下運(yùn)行。完成了一臺電機(jī)帶負(fù)載，另一臺電機(jī)空載，由同一臺電流源逆變器供電的多臺異步電機(jī)的運(yùn)行。

實(shí)踐證明本發(fā)明有以下效果：

1.本發(fā)明使電流源逆變器變頻調(diào)速的異步電機(jī)可在負(fù)載變化的情況下穩(wěn)定運(yùn)行，保證了運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。

2.本發(fā)明可用于水泵、風(fēng)機(jī)類異步電機(jī)的交流調(diào)速，以節(jié)約電能，可節(jié)電10～30%。也可用于各類要求閉環(huán)調(diào)速的異步電機(jī)，滿足各類生產(chǎn)機(jī)械用于惡劣工作環(huán)境的要求。

3.本發(fā)明可用于多臺電動機(jī)傳動并在不同負(fù)載下運(yùn)行的異步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。

4.本發(fā)明既可用在工頻以下恒勵磁運(yùn)行，也可用在工頻以上弱磁運(yùn)行，最高速度受電機(jī)本身的結(jié)構(gòu)限制。

【附注】：現(xiàn)有技術(shù)的有關(guān)文獻(xiàn)：

1.V????f＝常數(shù)的有關(guān)文獻(xiàn)：

“可控硅變頻調(diào)速（續(xù)輯）”

科學(xué)文獻(xiàn)出版社重慶分社出版

2.矢量控制的有關(guān)文獻(xiàn)：