PLC和變頻器的雙饋電機控制技術(shù)探討

2013-09-30 11:48 來源:電子信息網(wǎng) 作者:洛小辰

本文將探討基于PLC和變頻器的雙饋電機控制技術(shù),在USS通信功能的基礎(chǔ)上,結(jié)合變頻器本身提供的用戶自定義V/F控制方式,實現(xiàn)變頻器輸出頻率與輸出電壓的分別控制。這種新的雙饋電機控制方法,不僅結(jié)構(gòu)簡單而且可靠性高,具有很高的實用價值。

變頻器的兩個重要部分莫過于輸出頻率與輸出電壓,而在實際操作中,一項關(guān)鍵性的工作就是把這兩個因素進行分別控制。雙饋電機的勵磁控制可以選取d,q同步旋轉(zhuǎn)坐標系,使d軸方向與定子磁鏈ψ1一致,則ψd1=ψ1,ψq1=0。由于定子電壓u1領(lǐng)先于ψ190°時間電角度,因此u1應落在q軸上,即uq1=U1為常數(shù),ud1=0。定子電流同樣可分為轉(zhuǎn)矩電流分量iq1和磁場電流分量id1。在d,g坐標系中,采用電動機慣例,定子磁場定向雙饋電機的基本方程為:

雙饋電機控制方程

式中:L1為定子繞組電感;r2,L2分別為折算到定子側(cè)的轉(zhuǎn)子繞組電阻和電感;Lm為定轉(zhuǎn)子繞組間的互感;下標1,2分別表示定子量和轉(zhuǎn)子量;p為微分算子。

假設雙饋電機定子接無窮大電網(wǎng),穩(wěn)態(tài)時,d,q坐標系中各相電壓和電流均為直流量,式(1)中p=0。將ω1£1=X1,ω1L2=X2,ω1Lm=Xm代入式(1)得:

雙饋電機控制方程式

式(3)即為簡化的雙饋電機轉(zhuǎn)子勵磁電壓控制模型,轉(zhuǎn)子勵磁電壓是轉(zhuǎn)差率的函數(shù)。

根據(jù)感應電機定、轉(zhuǎn)子繞組電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場相對靜止的原理,可得雙饋電機運行時,電機轉(zhuǎn)速與定子繞組電流頻率的數(shù)學關(guān)系為:

雙饋電機控制式

式中:f2為定子電流頻率,與電網(wǎng)頻率相同;np為電機的極對數(shù):n為雙饋電機的轉(zhuǎn)速。

由式(4)可知,調(diào)節(jié)f2即可控制n。當nn1(n1為電機的同步轉(zhuǎn)速)時,雙饋電機處于亞同步速運行,f2>0;當n>n1時,雙饋電機處于超同步速運行,f20(負相序);當n=n1時,f2=0,變流器向轉(zhuǎn)子提供直流勵磁,此時雙饋電機作為同步電機運行。

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電機控制

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