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  • 交流变频调速电机控制系统

    发布时间:2020-05-25 15:29:18   来源:    浏览次数:

    1 对转矩响应的分析

    通过使用DTC直接转矩控制下的交流调速系统,相应的转矩响应速度要明显高于矢量控制。直接转矩控制系统中,相应的转矩阶跃响应大概在1ms左右。矢量控制系统中,相应的转矩阶跃响应在6到7ms之间。对于DTC的转矩响应为什么比矢量控制更快,一般来说,对于DTC这种控制系统,实际的定子转矩都是由相应的电机电压以及实际电流来进行计算的,为了达到相应变频器PWM控制的要求,使用了砰-砰控制的模式,在这种系统中,并没有包含相应的电流控制环路,因此相关人员对于控制系统的关注,不能放在电压上,而需要放在电流方面,把实际的交流电流依据磁场的相应坐标轴,划分成转矩分量以及相应的磁场分量,给予针对性的控制。要把关注点放到控制电流上,对于交流电机,如果想要加快转矩响应,如果不改变磁链就需要,加快电流的变化,这就需要电压产生快速的变化。对于矢量控制系统来世,有电流调节器来控制输出电压,所以对于电流的调节会产生一定的滞后。但是,当前的适量控制系统中,可以通过调节和控制电流以及前馈电压来产生输出电压,通过前馈电压控制可以提升动态响应速度,而且可以通过精确计算模型来控制电压输出,不会产生过冲现象,而且电流处于受控范围中。DTC因为缺乏电流控制环路,所以电压能够产生过冲现象,所以电机的加速电流比较高,自然而然就能获得较快的转矩响应以及电流响应。

    DTC变频器实际上具有极强的转矩响应,这是无可争议的。我国著名的清华大学对电机的实际实验报告结果也肯定的证实了相应的结论。如果真的对于转矩响应的要求非常之高,比如交流伺服传动的情况或者机车牵引的情况,就可以应用DTC技术。如果相应的场合对于转矩响应只有比较低的要求,尤其是具有齿轮连接的传动情况,如果转矩响应太快,不仅无法带来好处,还会产生负面效果。

    2 变频器的稳态特征分析

    DTC变频器使用的是砰-砰控制,所以能够获得良好的转矩响应,但是因为这种变频器的开关频率并不确定,所以会产生随机的变化,通过分析可以得出DTC变频器的几个主要问题:第一,如果电子电力元器件情况相同,变频器只有略小的输出容量。第二,变频器的效率相对较低。第三,变频器的输出电压相对较低。第四,变频器的电流谐波以及电压较大。第五,客观的分析,DTC的变频器相比于矢量控制有着较大的区别,也就是难以在已经确定了开关频率的前提下,应用消除谐波的PWM控制。

    所以客观地说,和VC这种形式相比较,DTC控制变频器的实际稳态指标十分的差,因此,如果相应的通用变频器对于良好的动态性能指标没有一定的要求,简单举几个例子:风机的节能传动情况、水泵的节能传动情况以及工业上的机械传动情况,对于这些实际情况来讲,实际的效率、容量利用率以及实际的变频器谐波都是极为重要的。VC这种模式应用意义比较高,优势十分明显。

    对于那些大中型的传动设备,如果相关人员选用了IGCT元件的高压三电平变频器,那么必然的需要关注变频器的实际效率以及具体容量指标。本文在表1中,就列出了使用VC或者DTC这两种控制模式的实际IGCT高压三电平变频器技术的真实数据。

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