第十一讲-转速开环的Uf控制变频调速系统课件.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《第十一讲-转速开环的Uf控制变频调速系统课件.ppt》由用户(三亚风情)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第十一 转速 开环 Uf 控制 变频 调速 系统 课件
- 资源描述:
-
1、2. 7 转速开环的转速开环的U/f控制变频调速系统控制变频调速系统v 直流电机的主磁通和电枢电流分布的空间位置是确定的,直流电机的主磁通和电枢电流分布的空间位置是确定的,而且可以独立进行控制。而且可以独立进行控制。v 交流异步电机的磁通则由定子与转子电流合成产生,它的交流异步电机的磁通则由定子与转子电流合成产生,它的空间位置相对于定子和转子都是运动的,除此以外,在笼空间位置相对于定子和转子都是运动的,除此以外,在笼型转子异步电机中,转子电流还是不可测和不可控的。型转子异步电机中,转子电流还是不可测和不可控的。 因此,异步电机的动态数学模型要比直流电机模型复因此,异步电机的动态数学模型要比直流
2、电机模型复杂得多。杂得多。 好在不少机械负载,例如风机和水泵,并不需要很高好在不少机械负载,例如风机和水泵,并不需要很高的动态性能,只要在一定范围内能实现高效率的调速就行,的动态性能,只要在一定范围内能实现高效率的调速就行,因此可以只用电机的稳态模型来设计其控制系统。因此可以只用电机的稳态模型来设计其控制系统。 为了实现电压为了实现电压-频率协调控制,可以采用转速开环恒压频率协调控制,可以采用转速开环恒压频比带低频电压补偿的控制方案,这就是常用的通用变频频比带低频电压补偿的控制方案,这就是常用的通用变频器控制系统。器控制系统。2. 7 转速开环的转速开环的U/f控制变频调速系统控制变频调速系统
3、v 概述概述 现代通用变频器大都是采用二极管整流和由快速现代通用变频器大都是采用二极管整流和由快速全控开关器件全控开关器件 IGBT 或功率模块或功率模块IPM 组成的组成的PWM逆逆变器,构成交变器,构成交-直直-交电压源型变压变频器,已经占领交电压源型变压变频器,已经占领了全世界了全世界0.5600kW 中、小容量变频调速装置的绝大中、小容量变频调速装置的绝大部分市场。部分市场。所谓所谓“通用通用”,包含着两方面的含义:,包含着两方面的含义:(1)可以和通用的笼型异步电机配套使用;)可以和通用的笼型异步电机配套使用;(2)具有多种可供选择的功能,适用于各种不同性质的)具有多种可供选择的功能
4、,适用于各种不同性质的负载。负载。v 系统介绍系统介绍 下图绘出了一种典型的数字控制通用变频器数字控制通用变频器-异步电异步电动机调速系统动机调速系统原理图。1. 系统组成系统组成M3电压检测泵升限制电流检测温度检测电流检测中央处理器显示设定接口PWM发生器驱动电路URUIR0R1R2RbVTbKR0R1RbRu限流电阻限流电阻 为了避免大电容为了避免大电容C在通电瞬间产生过大的充电在通电瞬间产生过大的充电电流,在整流器和滤波电容间的直流回路上串入限流电阻电流,在整流器和滤波电容间的直流回路上串入限流电阻(或电抗),通上电源时,先限制充电电流,再延时用开(或电抗),通上电源时,先限制充电电流,
5、再延时用开关关K将其短路,以免长期接入时影响变频器的正常工作,将其短路,以免长期接入时影响变频器的正常工作,并产生附加损耗。并产生附加损耗。u主电路主电路由二极管整流器由二极管整流器UR、PWM逆变器逆变器UI和中间和中间直流电路三部分组成,一般都是电压源型的,采用大电容直流电路三部分组成,一般都是电压源型的,采用大电容C滤波,同时兼有无功功率交换的作用。滤波,同时兼有无功功率交换的作用。u泵升限制电路泵升限制电路由于二极管整流器不能为异步电机由于二极管整流器不能为异步电机的再生制动提供反向电流的通路,所以除特殊情况外,的再生制动提供反向电流的通路,所以除特殊情况外,通用变频器一般都用电阻吸收
6、制动能量。减速制动时,通用变频器一般都用电阻吸收制动能量。减速制动时,异步电机进入发电状态,首先通过逆变器的续流二极管异步电机进入发电状态,首先通过逆变器的续流二极管向电容向电容C充电,当中间直流回路的电压(通称泵升电压)充电,当中间直流回路的电压(通称泵升电压)升高到一定的限制值时,通过泵升限制电路使开关器件升高到一定的限制值时,通过泵升限制电路使开关器件导通,将电机释放的动能消耗在制动电阻上。导通,将电机释放的动能消耗在制动电阻上。u进线电抗器进线电抗器 二极管整流器虽然是全波整流装置,但由二极管整流器虽然是全波整流装置,但由于其输出端有滤波电容存在,因此输入电流呈脉冲波形。于其输出端有滤
7、波电容存在,因此输入电流呈脉冲波形。 这样的电流波形具有较大的谐波分量,使电源受到污这样的电流波形具有较大的谐波分量,使电源受到污染。染。 为了抑制谐波电流,对于容量较大的为了抑制谐波电流,对于容量较大的PWM变频器,变频器,都应在输入端设有进线电抗器,有时也可以在整流器和电都应在输入端设有进线电抗器,有时也可以在整流器和电容器之间串接直流电抗器。还可用来抑制电源电压不平衡容器之间串接直流电抗器。还可用来抑制电源电压不平衡对变频器的影响。对变频器的影响。uPWM信号产生信号产生现代现代PWM变频器的控制电路大都是以变频器的控制电路大都是以微处理器为核心的数字电路产生,其功能主要是接受各种设微处
8、理器为核心的数字电路产生,其功能主要是接受各种设定信息和指令,再根据它们的要求形成驱动逆变器工作的定信息和指令,再根据它们的要求形成驱动逆变器工作的PWM信号。微机芯片主要采用信号。微机芯片主要采用8位或位或16位的单片机,或用位的单片机,或用32位的位的DSP;也可采用专用的;也可采用专用的PWM生成电路芯片。生成电路芯片。u检测与保护电路检测与保护电路各种故障的保护由电压、电流、温度等各种故障的保护由电压、电流、温度等检测信号经信号处理电路进行分压、光电隔离、滤波、放大检测信号经信号处理电路进行分压、光电隔离、滤波、放大等综合处理,再进入等综合处理,再进入A/D转换器,输入给转换器,输入给
9、CPU作为控制算法作为控制算法的依据,或者作为开关电平产生保护信号和显示信号。的依据,或者作为开关电平产生保护信号和显示信号。控制电路控制电路控制电路(续)控制电路(续)u信号设定信号设定需要设定的控制信息主要有:需要设定的控制信息主要有:U/f 特性、工特性、工作频率、频率升高时间、频率下降时间等,还可以有一作频率、频率升高时间、频率下降时间等,还可以有一系列特殊功能的设定。由于通用变频器系列特殊功能的设定。由于通用变频器-异步电动机系统异步电动机系统是转速或频率开环、恒压频比控制系统,低频时,或负是转速或频率开环、恒压频比控制系统,低频时,或负载的性质和大小不同时,都得靠改变载的性质和大小
10、不同时,都得靠改变 U / f 函数发生器的函数发生器的特性来补偿,使系统达到恒定,甚至恒定的功能,在通特性来补偿,使系统达到恒定,甚至恒定的功能,在通用产品中称作用产品中称作“电压补偿电压补偿”或或“转矩补偿转矩补偿”。补偿方法补偿方法 实现补偿的方法有两种:实现补偿的方法有两种: 一种是在微机中存储多条不同斜率和折线段的一种是在微机中存储多条不同斜率和折线段的U / f 函函数,由用户根据需要选择最佳特性;数,由用户根据需要选择最佳特性; 另一种办法是采用霍耳电流传感器检测定子电流或直另一种办法是采用霍耳电流传感器检测定子电流或直流回路电流,按电流大小自动补偿定子电压。但无论流回路电流,按
11、电流大小自动补偿定子电压。但无论如何都存在过补偿或欠补偿的可能,这是开环控制系如何都存在过补偿或欠补偿的可能,这是开环控制系统的不足之处。统的不足之处。u给定积分给定积分由于系统本身没有自动限制起制动电流的由于系统本身没有自动限制起制动电流的作用,因此,频定设定信号必须通过给定积分算法产生作用,因此,频定设定信号必须通过给定积分算法产生平缓升速或降速信号,升速和降速的积分时间可以根据平缓升速或降速信号,升速和降速的积分时间可以根据负载需要由操作人员分别选择。负载需要由操作人员分别选择。 综上所述,综上所述,PWM变压变频器的基本控制作用如图所变压变频器的基本控制作用如图所示。近年来,许多企业不
12、断推出具有更多自动控制功能示。近年来,许多企业不断推出具有更多自动控制功能的变频器,使产品性能更加完善,质量不断提高。的变频器,使产品性能更加完善,质量不断提高。2. 7 转速开环的转速开环的U/f控制变频调速系统控制变频调速系统tff *ufu斜坡函数U / f 曲线脉冲发生器驱动电路工作频率设定升降速时间设定电压补偿设定PWM产生E2PROM电源监电源监控控键盘键盘显示显示信号信号输出输出时钟电路时钟电路检测检测信号信号信号调信号调理理充电继电器充电继电器模拟模拟信号信号外部外部中断中断信号信号驱动电驱动电路路PWMMCS 87C196MC图图2-50 以以MCS87C196MC单片机为核
13、心的开环通用变频器控制电单片机为核心的开环通用变频器控制电路框图路框图图图2-53 51 A/D转换器的接口电路转换器的接口电路检测信号检测信号RRUCCC0.01270270VD1N4148VD1N4148ACHXMCS-196UrefR1R2R3UdcLF353+-R412345678UCCR5EXTINTOVGNDNCACANCUCCNCUoGND6N137GND图图2-54 52 过电压检测信号的输入接口电路过电压检测信号的输入接口电路2个二极管:过载保护作用;个二极管:过载保护作用;RC滤波器可以对尖峰类噪声进行有效的抑制。滤波器可以对尖峰类噪声进行有效的抑制。在模拟输入端加上阻容电
14、路,在模拟输入端加上阻容电路,(1 1)低通滤波的作用)低通滤波的作用(2 2)在过电压的条件下,串联电阻可以起到限流作用;)在过电压的条件下,串联电阻可以起到限流作用;(3 3)模拟信号源内阻过大会降低)模拟信号源内阻过大会降低A/DA/D转换的精度,而并联的电容则转换的精度,而并联的电容则起到误差补偿的作用起到误差补偿的作用2. 7 转速开环的转速开环的U/f控制变频调速系统控制变频调速系统v 开环开环U/f控制变频器发展的特点是通用化、系列化和控制变频器发展的特点是通用化、系列化和规模化生产规模化生产。新一代的。新一代的U/f控制变频器已经实现了转控制变频器已经实现了转矩控制功能,具有无
展开阅读全文