PLC和变频器的双馈电机控制技术探讨

2013-09-30 11:48 来源:电子信息网 作者:洛小辰

本文将探讨基于PLC和变频器的双馈电机控制技术,在USS通信功能的基础上,结合变频器本身提供的用户自定义V/F控制方式,实现变频器输出频率与输出电压的分别控制。这种新的双馈电机控制方法,不仅结构简单而且可靠性高,具有很高的实用价值。

变频器的两个重要部分莫过于输出频率与输出电压,而在实际操作中,一项关键性的工作就是把这两个因素进行分别控制。双馈电机的励磁控制可以选取d,q同步旋转坐标系,使d轴方向与定子磁链ψ1一致,则ψd1=ψ1,ψq1=0。由于定子电压u1领先于ψ190°时间电角度,因此u1应落在q轴上,即uq1=U1为常数,ud1=0。定子电流同样可分为转矩电流分量iq1和磁场电流分量id1。在d,g坐标系中,采用电动机惯例,定子磁场定向双馈电机的基本方程为:

双馈电机控制方程

式中:L1为定子绕组电感;r2,L2分别为折算到定子侧的转子绕组电阻和电感;Lm为定转子绕组间的互感;下标1,2分别表示定子量和转子量;p为微分算子。

假设双馈电机定子接无穷大电网,稳态时,d,q坐标系中各相电压和电流均为直流量,式(1)中p=0。将ω1£1=X1,ω1L2=X2,ω1Lm=Xm代入式(1)得:

双馈电机控制方程式

式(3)即为简化的双馈电机转子励磁电压控制模型,转子励磁电压是转差率的函数。

根据感应电机定、转子绕组电流产生的旋转磁场相对静止的原理,可得双馈电机运行时,电机转速与定子绕组电流频率的数学关系为:

双馈电机控制式

式中:f2为定子电流频率,与电网频率相同;np为电机的极对数:n为双馈电机的转速。

由式(4)可知,调节f2即可控制n。当nn1(n1为电机的同步转速)时,双馈电机处于亚同步速运行,f2>0;当n>n1时,双馈电机处于超同步速运行,f20(负相序);当n=n1时,f2=0,变流器向转子提供直流励磁,此时双馈电机作为同步电机运行。

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