|
|
 |
新闻动态 | News |
|
永磁同步电动机开环控制的变频调速系统
|
| |
(4)永磁同步电动机开环控制的变频调速系统
永磁同步电动机的运行可分为外同步和自同步。外同步运行为采用独立的变频电源向永磁同步电动机供电，同步电动机转速严格地跟随电源频率的变化而变化。外同步运行常用于开环控制。由于转速与频率的严格关系，外同步运行方式适合在多台电动机要求严格同步运行的生产机械设备，根据系统永磁同步电动机的总容量来选择通用变频器的容量，由变频器完成多台永磁同步电动机的软启动，并同时向多台永磁同步电动机供电，实现整个系统的同步运行。
永磁同步电动机开环控制的变频调速系统控制框图如图2-5所示。plc控制柜该控制方案具有控制电路简单、可靠性高等特点。由于选用永磁同步电动机，故其转速始终等于同步转速No=60f'P。转速只取决于电动机的供电频率f,而与负载大小无关(除非负载力矩大于或等于失步转矩，同步电动机会失步，转速迅速停止)。永磁同步电动机开环控制的变频调速系统的机械特性为硬特性，曲线为一根平行横轴直线。同步电动机变频调速系统若采用通用变频器U/}，控制，则响应速度较慢;若采用矢量控制变频器，则响应速度会很快。
由于同步电动机转速精度仅决定于供电频率精度，与负荷变化无关，故采用通用的变频器和永磁同步电动机构成的调速系统无须采用闭环控制，就可保证电动机转速精度达到0.1%^'0.01%。如果采用高精度的变频器(数字设定频率精度可达0.01%)，则在开环控制下，同步电动机的转速精度为0.01%。因为同步电动机转速精度与变频器的频率精度相一致(在开环控制方式时)，所以特别适合多电动机同步转动、静态转速精度要求高(0.01%-0.5%)的机械设备。
2.2.2交流电动机变频调速控制方案的选择
在上述四种变频调速控制方案中，因异步电动机开环变频调速控制方案的速度精度达不到0.5%，不能满足变频调速系统的速度精度为0.5%的系统设计要求，故不能选用。而采用异步电动机矢量型变频器开环控制方案时，其速度精度仅能达1%，也无法满足系统设计的要求。若要使所设计的系统达到0.5%的速度精度，必须采用变频器的数字量设定，同时采用编码器实现闭环反馈，但目前部分变频器的通信和反馈不能同时使用，故给闭环控制系统的设计带来一定的局限性。为达到0.5%的速度精度，也可采用带有高速计数通道的PLC实现大闭环速度调整，但其精度和实时性差一些。同时还要考虑到编码器和PLC高速计数通道的响应匹配，从而增加了应用软件的编制工作量。控制系统中的P, I, D参数要通过现场实际控制要求来设置，方可达到较好的效果。
异步电动机闭环变频调速控制方案虽可满足工艺调速精度要求，但由于增加反馈单元使控制系统的可靠性降低，也使控制系统的性价比降低。从控制系统性价比方面考虑，11kW以下同步电动机的开环控制与同功率异步变频闭环控制成木相近。
表2-3列出了变频器5种常用控制方案的技术特性，在交流电动机变频调速控制方案的选择时，可以根据工艺设备的实际需求做出正确选择。
2.3变频调速系统的共用直流母线方案
在具有多台电动机的变频调速系统中，由于负载惯性大、负载不均匀等特性，在系统设计时，若采用通用标准变频器，则已不能满足系统动态特性的要求。标准通用PWM变频器没有设计使再生能量反馈到三相电源的功能，因此所有变频器从电动机吸收能量都会保存在变频器直流环节的电解电容中，最终导致变频器中的直流母线电压升高。如果变频器配备制动单元和制动电阻，变频器就可以通过短时间接通电阻，使再生电能以热方式消耗掉。当然只要充分考虑到制动时最大的电流容量、负载周期和消耗到制动电阻上的额定功率就可以设计出适合系统的制动单元，并根据直流母线设定的电压控制消耗到制动电阻上的再生能量，最终能够保持母线电压的平衡。这种制动单元的工作方式被称为能耗制动。当然，采取再生能量回馈方案也可解决变频调速系统的再生能量问题，并可达到节约能源的目的。由于实现回馈制动方案的电路结构复杂、成木高，并且对电网的稳定性提出了较高的要求，因此降低了变频调速系统的可靠性和增加了维护工作量。对于具有多台电动机的变频调速系统采用共用直流母线方案，可
以将系统中处于制动状态的电动机产生的再生能量进行充分利用，从
而起到既节约电能又处理再生能量的功效。
|
|
| |
| >>点此返回 |
|
|
|
