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变频器的直接转速控制

提示:

直接转速控制(Direct Speed Control,DSC),通过对变频器的输出电压、电流进行检测,经坐标变换处理后,送入电动机模型,推算出电动机的磁通、瞬时转速,在保持磁通闭环的同时,每秒对电动机的转速进行数千次的校正,所以称为直接转速控制,它不像直接转矩控制那样,通过对转矩变化的积分,计算出速度偏差,再调节转矩、再

直接转速控制( Direct Speed ControlDSC),通过对变频器的输出电压、电流进行检测,经坐标变换处理后,送入电动机模型,推算出电动机的磁通、瞬时转速,在保持磁通闭环的同时,每秒对电动机的转速进行数千次的校正,所以称为直接转速控制,它不像直接转矩控制那样,通过对转矩变化的积分,计算出速度偏差,再调节转矩、再积分、再调差。因此DSC具有更快的响应速度、更小的转矩脉动、更稳定的准确度,同时DSC还能补偿线路压降及线路电阻和定子电阻温升带来的影响。其工作原理图如图7-23所示。

直接转速控制原理框图

7-23 直接转速控制原理框图

DSC创建了磁通链模型,控制方式设有转速中心控制平台模型、动补原电动机额定转矩数模、磁通观察器、专家诊断系统、磁通链控制定向参数解析、运算模块,李沙育磁通链速度与转子速度数字圆校验模型,模糊逆变开关发出控制的电压和频率变量,控制电动机磁通链速度定向加/减动力矩,实现在额定转差条件下的负载阻力矩高速平衡矢量控制模型等传动控制软件。

JL5000高压变频器就是采用了直接速度控制原理能在微秒级内测出全程电动机的实际转速和状态,所以在任何状态下都能立即起动,无起动延时。零转速下,不需速度反馈就能提供电动机200%高转矩。

JL5000能够提供调速中,可控且平稳的目标准确度0. 3%范围速度运行;特别适用于大力矩匀变速转动的机械流水线工况。

JL5000能够提供可控且平稳的最大起动转矩。可达到200%的额定转矩。不需特殊硬件的磁通制动模式可以提供最大的制动力矩。在磁通优化模式下,电动机磁通自动适应于不同的负载以提高效率同时降低电动机的噪声,变频器和电动机的总效率可提高1%~10%。具有标量控制和IR补偿功能。

DSC对交流传动来说是一个最优的电动机控制方法,它可以对所有交流电动机的核心变量进行直接控制。不需在电动机转轴上安装脉冲编码器,来反馈转子位置信号而具有精确的速度和转矩的控制技术。极其关键的是在控制中不受定子温度和转子温度变化引起对电动机参数变化的影响(矢量控制受定子温度影响变差,直接转矩控制受转子温度影响变差)。DSC开发出交流传动中D所未有的能力,并给所有的应用提供了优秀服务。

DSC可从零转速开始,在零转速时能产生满载转矩。在DSC中,定子磁通、转子磁场和转速被作为主要的控制变量。以转差为误差,以转矩为调节量,以鲁棒性设计控制,确保稳定性和可靠性。高速数字信号处理器与先进的电动机软件模型相结合,使电动机的状态每秒钟被更新4万次。由于电动机状态以及实际值和给定值的比较值被不断地更新,逆变器的每一次开关状态都是单独确定的。这意味着变频器可以产生最佳的开关组合,并对负载扰动和瞬时掉电、网压波动等动态变化做出快速响应。在DSC中不需要对电压、频率分别控制的PWM调制器。开环动态速度控制准确度可以达到闭环磁通矢量控制的准确度。JL5000静态速度控制准确度为标称速度的0.1%~0.4%  (2~50Hz),它满足了绝大多数的工业应用。当要求更精确的速度调节时,可以加装脉冲编码器可选件。JL5000的开环转矩阶跃上升时间小于5ms,而不带速度传感器的磁通矢量控制变频器的开环转矩阶跃上升时问却多于100ms,与直接转矩控制同等,转矩脉动0.3%比直接转矩控制优。JL5000变频器其优良的鲁棒性,即可靠性稳定性是无与伦比的。

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