時間:2018-02-26 10:41:59來æºï¼šç¶²çµ¡è½‰è¼‰
1概述
ç”±è®Šé »å™¨æ§‹æˆçš„交æµèª¿é€Ÿç³»çµ±æ™®éå˜åœ¨çš„å•題是,系統é‹è¡Œåœ¨ä½Žé »å€åŸŸæ™‚,其性能ä¸å¤ ç†æƒ³,主è¦è¡¨ç¾åœ¨ä½Žé »å•Ÿå‹•時啟動轉矩å°,é€ æˆç³»çµ±å•Ÿå‹•å›°é›£ç”šè‡³ç„¡æ³•å•Ÿå‹•ã€‚ç”±äºŽè®Šé »å™¨çš„éžç·šæ€§ç”¢ç”Ÿçš„高次諧波,引起電動機的轉è·è„ˆå‹•åŠé›»å‹•機發熱,并且電動機é‹è¡Œå™ªè²ä¹ŸåŠ å¤§ã€‚ä½Žé »ç©©æ…‹é‹è¡Œæ™‚,å—é›»ç¶²é›»å£“æ³¢å‹•æˆ–ç³»çµ±è² è¼‰çš„è®ŠåŒ–åŠè®Šé »å™¨è¼¸å‡ºé›»å£“æ³¢å½¢çš„å¥‡è®Šï¼Œå°‡é€ æˆé›»å‹•æ©Ÿçš„æŠ–å‹•ã€‚ç•¶è®Šé »å™¨è·é›»å‹•機è·é›¢è¼ƒå¤§æ™‚åŠé«˜æ¬¡è«§æ³¢å°æŽ§åˆ¶é›»è·¯çš„干擾,極易引起電動機的爬行。由于上述å„種ç¾è±¡ï¼Œåš´é‡é™ä½Žç”±è®Šé »å™¨æ§‹æˆçš„調速系統的調速特性和動態å“質指標,本文å°ç³»çµ±çš„ä½Žé »æ©Ÿæ¢°ç‰¹æ€§å’Œè®Šé »å™¨çš„ä½Žé »ç‰¹æ€§é€²è¡Œåˆ†æžï¼Œæå‡ºé‡‡å–ç›¸æ‡‰çš„æŽªæ–½ï¼Œä»¥ä½¿ç³»çµ±çš„ä½Žé »é‹è¡Œç‰¹æ€§èƒ½å¾—以改善。
2è®Šé »å™¨ä½Žé »æ©Ÿæ¢°ç‰¹æ€§
2.1ä½Žé »å•Ÿå‹•ç‰¹æ€§
ç•°æ¥é›»å‹•機改變定åé »çŽ‡F1,å³å¯å¹³æ»‘åœ°èª¿ç¯€é›»å‹•æ©Ÿçš„åŒæ¥è½‰é€Ÿ,但是隨著F1的變化,電動機的機械特性也將發生改變,å°¤å…¶æ˜¯åœ¨ä½Žé »å€åŸŸ,æ ¹æ“šç•°æ¥é›»å‹•機的最大轉è·å…¬å¼:
Temax=3/2{np(U1/W1)2}/{R1/W1+/(R2/W1)2+(LL1+LL2)2}å¼ä¸npâ€”é›»å‹•æ©Ÿæ¥µå°æ•¸;
R1â€”å®šåæ¯ç›¸é›»é˜»;
R2—折åˆåˆ°å®šåå´çš„è½‰åæ¯ç›¸é›»é˜»;
LL1â€”å®šåæ¯ç›¸æ¼æ„Ÿ;
LL2—折åˆåˆ°å®šåå´çš„è½‰åæ¯æ¼æ„Ÿ;
U1â€”é›»å‹•æ©Ÿå®šåæ¯ç›¸é›»å£“;
W1—電æºè§’é »çŽ‡
å¯è¦‹Temax是隨著W1çš„é™ä½Žè€Œæ¸›å°ï¼Œåœ¨ä½Žé »æ™‚,R1å·²ä¸å¯å¿½ç•¥ã€‚Temax將隨著W1的減å°è€Œæ¸›å°ï¼Œå•Ÿå‹•轉è·ä¹Ÿå°‡æ¸›å°ï¼Œç”šè‡³ä¸èƒ½å¸¶å‹•è² è¼‰ã€‚
2.2ä½Žé »ç©©æ…‹ç‰¹æ€§
電動機穩態é‹è¡Œæ™‚的轉è·å…¬å¼å¦‚下:
TL=3np(U1/W1)2SW1R2/{(SR1+R2)2+S2W2(LL1+LL2)2}
åœ¨è§’é »çŽ‡W1為é¡å®šæ™‚,R1å¯ä»¥å¿½ç•¥ã€‚è€Œåœ¨ä½Žé »æ™‚,R1å·²ä¸èƒ½å¿½ç•¥,æ•…åœ¨ä½Žé »å€æ™‚由于R1ä¸Šçš„å£“é™æ‰€å 的比é‡å¢žåŠ ,å°‡ç„¡æ³•ç¶æŒMçš„æ’定,ç‰¹åˆ¥æ˜¯åœ¨é›»ç¶²é›»å£“è®ŠåŒ–å’Œè² è¼‰è®ŠåŒ–æ™‚,ç³»çµ±å°‡å‡ºç¾æŠ–å‹•å’Œçˆ¬è¡Œã€‚
3è®Šé »å™¨èª¿é€Ÿç³»çµ±ä½Žé »ç‰¹æ€§
3.1諧波分æž
ç”±è®Šé »å™¨æ§‹æˆçš„調速系統,ç”±äºŽè®Šé »å™¨çš„éžç·šæ€§,電動機定åä¸é™¤äº†åŸºæ³¢é›»æµå¤–,é‚„æœ‰å„æ¬¡è«§æ³¢é›»æµ,由于高次諧波的å˜åœ¨,使電動機æè€—和感抗增大,減少了cosφ,從而影響輸出轉è·,并將產生6å€äºŽåŸºæ³¢é »çŽ‡çš„è„ˆå‹•è½‰è·ã€‚
ä»¥é›»æµæ³¢å½¢ä¸çš„5次ã€7次諧波來分æžï¼Œåœ¨ä¸‰ç›¸é›»å‹•機定åé›»æµä¸çš„5æ¬¡è«§æ³¢é »çŽ‡ç‚ºF5=5F1(F1為基波電æµé »çŽ‡ï¼‰ï¼Œå®ƒåœ¨é›»å‹•æ©Ÿæ°£éš™ä¸ç”¢ç”Ÿç©ºé–“è² åºçš„ç£å‹¢å’Œç£å ´ï¼Œé€™å€‹ç£å ´çš„轉速n51ç‚ºåŸºæ³¢é›»æµæ‰€ç”¢ç”Ÿç£å ´çš„轉速n11çš„5å€ï¼Œå¹¶ä¸”沿著與基波ç£å ´åçš„æ–¹å‘æ—‹è½‰ï¼Œç”±äºŽé›»å‹•機轉速一定,并å‡è¨æŽ¥è¿‘n11,這樣由5次諧波ç£å‹¢åœ¨è½‰å內感應出6å€äºŽåŸºæ³¢é »çŽ‡çš„è½‰åé›»æµï¼Œæ¤é›»æµèˆ‡æ°£éš™åŸºæ³¢ç£å‹¢çš„åˆæˆä½œç”¨ç”¢ç”Ÿ6å€äºŽåŸºæ³¢é »çŽ‡çš„è„ˆå‹•è½‰è·ã€‚
7次諧波所產生的ç£å ´èˆ‡åŸºæ³¢åŒç›¸åºï¼Œä½†å®ƒæ‰€ç”¢ç”Ÿçš„æ—‹è½‰ç£å ´è½‰é€Ÿ7å€äºŽåŸºæ³¢æ—‹è½‰ç£å ´çš„轉速,故相應轉åé›»æµè«§æ³¢èˆ‡æ°£éš™ä¸»ç£å ´çš„相å°è½‰é€Ÿä¹Ÿæ˜¯6å€äºŽåŸºæ³¢é »çŽ‡ï¼Œä¹Ÿç”¢ç”Ÿä¸€å€‹6å€äºŽåŸºæ³¢é »çŽ‡çš„è„ˆå‹•è½‰è·ã€‚
以上兩個6å€äºŽåŸºæ³¢é »çŽ‡çš„è„ˆå‹•è½‰è·ä¸€é½Šä½¿é›»å‹•機的電ç£è½‰è·ç™¼ç”Ÿè„ˆå‹•,雖然其平å‡å€¼ç‚ºé›¶ï¼Œä½†è„ˆå‹•轉è·ä½¿é›»å‹•機轉速ä¸å‡å‹»ï¼Œåœ¨ä½Žé »é‹è¡Œæ™‚影響最大。
3.2準方波方å¼ä¸‹è„ˆå‹•轉è·çš„產生
分別è¨Ïˆ1ã€Ïˆ2為定åç£éˆåŠè½‰åç£éˆçš„空間矢é‡ï¼Œåœ¨ç©©æ…‹æº–方波(QSW)é‹è¡Œæ–¹å¼æ™‚ï¼ˆæ©‹ä¸æ™¶é–˜ç®¡ç”¨1800電角脈沖觸發)ψ1在輸出周期內沿著æ£å…邊形的周邊é‹å‹•。ψ2沿著與å…邊形åŒå¿ƒçš„圓周é‹å‹•,在準方波é‹è¡Œæ–¹å¼ä¸‹Ïˆ1和ψ2é‹å‹•是連續的,但它們且有é‡å¤§çš„å€åˆ¥ï¼Œç•¶çŸ¢é‡Ïˆ2以æ’定定å電壓角速度W1旋轉時,矢é‡Ïˆ1以æ’定的線速度沿æ£å…邊形周邊é‹è¡Œï¼ŒçŸ¢é‡Ïˆ1線速度æ’定導致其角速度的變化,進而引起ψ1和ψ2的夾角δ變化,除æ¤ï¼Œç•¶Ïˆ1沿著å…角形軌跡移動時其幅值在一定程度上也有變化。當電動機空載時,由于處于穩態ψ1與ψ2的夾角與轉è·T在W1t=0ã€Ï€/6ã€Ï€/3時為零,而當W1T≠0ã€Ï€/6ã€Ï€/3時,δä¸ç‚ºé›¶ï¼Œå®ƒèˆ‡ä¸Šé¢æåˆ°çš„ψ1å¹…å€¼è®ŠåŒ–ä¸€èµ·å¼•èµ·ä½Žé »è½‰è·è„ˆå‹•ï¼Œå…¶é »çŽ‡ç‚ºå®šå電壓基波的6å€ï¼Œç•¶é›»å‹•æ©Ÿå¸¶è² è¼‰æ™‚å°æ‡‰äºŽä¸€å€‹æ’定的δå‡å€¼ï¼Œä½Žé »è½‰è·è„ˆå‹•å°‡ç–ŠåŠ äºŽæ’定轉è·å‡å€¼ä¹‹ä¸Šã€‚
4ç³»çµ±ä½Žé »ç‰¹æ€§æ”¹å–„æŽªæ–½
4.1啟動轉è·çš„æå‡
ç”±äºŽç³»çµ±åœ¨ä½Žé »æ™‚R1上的壓é™å½±éŸ¿,使系統的啟動轉è·éš¨W1下é™è€Œæ¸›å°,為æ¤è®Šé »å™¨è¨æœ‰è½‰è·æå‡åŠŸèƒ½,該功能å¯ä»¥èª¿æ•´ä½Žé »å€åŸŸé›»å‹•機的力矩,ä½¿ä¹‹èˆ‡è² è·é…åˆ,增大啟動轉è·??蛇xæ“‡è‡ªå‹•è½‰è·æå‡å’Œæ‰‹å‹•è½‰è·æå‡æ¨¡å¼ï¼Œå…¶åŽŸç†æ˜¯æå‡å®šå電壓也就相應æé«˜äº†å•Ÿå‹•轉è·ï¼Œä½†æå‡é›»å£“è¨ç½®éŽé«˜ï¼Œå°‡å°Žè‡´é›»æµéŽå¤§å¼•起電動機飽和ã€éŽç†±æˆ–éŽé›»æµè·³é–˜ã€‚如1336PLUSç³»åˆ—è®Šé »å™¨çš„è½‰è·æå‡åŠŸèƒ½ï¼Œå¯è‡ªå‹•調整æå‡é›»å£“ï¼Œä»¥ç”¢ç”Ÿæ‰€éœ€çš„é›»å£“ï¼Œå¯æ ¹æ“šé å®šè½‰è·æ‰€éœ€çš„é›»æµä¾†é¸æ“‡æå‡é›»å£“ï¼Œè½‰è·æå‡åœ¨æŽ§åˆ¶é›»æµçš„åŒæ™‚使電動機處于最佳é‹è¡Œç‹€æ…‹ï¼Œåœ¨é¸æ“‡æ‰‹å‹•è½‰è·æå‡æ™‚,è¦çµåˆå¯¦éš›æƒ…æ³ä¾†è¨å®šè½‰è·æå‡å€¼ã€‚
4.2æ”¹å–„ä½Žé »è½‰è·è„ˆå‹•
è®Šé »å™¨æ§‹æˆçš„交æµèª¿é€Ÿç³»çµ±çš„ä½Žé »è½‰è·è„ˆå‹•直接影響系統動態特性,ä¸è«–æ˜¯è®Šé »å™¨çš„ç”Ÿç”¢å» å’Œç³»çµ±é›†æˆçš„工程技術人員,éƒ½åœ¨ç›¡åŠ›äºŽæ”¹å–„ä½Žé »å€è„ˆå‹•這一技術å•題.如采用ç£é€šæŽ§åˆ¶æ–¹å¼ã€æ£å¼¦æ³¢PWM控制方å¼ï¼Œå®ƒä¸æ˜¯æŒ‰ç…§èª¿åˆ¶æ£å¼¦æ³¢å’Œè¼‰æ³¢çš„交點來控制GTR的導通和關斷,而是始終使異æ¥é›»å‹•機的ç£é€šæŽ¥è¿‘æ£å¼¦æ³¢ï¼Œæ—‹è½‰ç£å ´çš„軌跡是圓形來決定GTR的導通è¦å¾‹ã€‚åœ¨å¾ˆä½Žçš„é »çŽ‡ä¸‹ï¼Œä¿è‰ç•°æ¥é›»å‹•機在低速時旋轉å‡å‹»ï¼Œå¾žè€Œæ“´å¤§äº†è®Šé »èª¿é€ŸèŒƒåœï¼ŒæŠ‘制異æ¥é›»å‹•機的振動和噪è²ã€‚其圓形旋轉ç£å ´çš„實ç¾ï¼Œæ˜¯é€šéŽæª¢æ¸¬ç£é€šä½¿æŽ§åˆ¶ç’°ç¯€éš¨æ™‚判斷實際ç£é€šè¶…éŽèª¤å·®èŒƒåœèˆ‡å¦ï¼Œä¾†æ”¹è®ŠGTR的工作模å¼ï¼Œå¾žè€Œä¿è‰æ—‹è½‰ç£å ´çš„軌跡呈圓形,以減少轉è·è„ˆå‹•。
4.3圓周PWM方法é™ä½Žè½‰è·è„ˆå‹•
“圓周â€çš„å«ç¾©æ˜¯æŒ‡å®šåç£éˆÏˆ1空間矢é‡åœ¨é«˜æ–¯å¹³é¢ä¸æ²¿è‘—一個éžå¸¸æŽ¥è¿‘于圓周的多邊形,其以é™ä½Žé›»å‹•機脈動轉è·ç‚ºç›®çš„來確定電壓脈沖的寬度和ä½ç½®ã€‚三相逆變器為全波橋å¼çµæ§‹ï¼Œå¦‚å…¶é‹è¡Œåœ¨é€™æ¨£ä¸€ç¨®æ–¹å¼ä¸‹ï¼Œç•¶äº¤æµè¼¸å‡ºç«¯ï¼ˆaã€bã€cï¼‰ä¹‹ä¸€åœ¨ä»»ä½•æ™‚å€™æŽ¥é€šç›´æµæ¯ç·šï¼ˆæ‡‰åŒæ™‚接到å¦ä¸€å€‹ç›´æµæ¯ç·šä¸Šï¼‰,這一原ç†å¾žåœ–1(a)ä¸å¯ä»¥æ˜Žé¡¯è¡¨ç¤ºæ¸…楚。顯然交æµè¼¸å‡ºç«¯æŽ¥åˆ°ç›´æµæ¯ç·šæ–¹å¼æœ‰å…種,這就導致定å電壓U1çš„ç©ºé–“çŸ¢é‡æœ‰å…個ä½ç½®ï¼Œé€™å…個ä½ç½®å¦‚圖1(b)所示,圖1(b)ä¸å…種開/é—œç‹€æ…‹å°æ‡‰è‘—U1çš„å…種ä½ç½®ï¼Œåœ–ä¸ç²—ç·šä½ç½®è¡¨ç¤ºé–‹é—œ1ã€3ã€6處于開的ä½ç½®ï¼ŒæŠ•影所產生的瞬時相電壓如下:
Va=Vb=1/3VdcVc=-2/3Vdc
其余類推,符號Vaã€Vbã€Vc代表三相輸出電壓的瞬時相電壓值,å‡å¦‚Ia+Ib+Ic=0由空間矢é‡åœ¨Aã€Bã€C軸上的垂直投影就å¯å¾—到Vaã€Vbã€Vc,除以上å…種開/關狀態外,還有使開關1ã€3ã€5或2ã€4ã€6åŒæ™‚關斷兩種狀態,在這種情æ³ä¸‹ï¼Œäº¤æµè¼¸å‡ºç«¯aã€bã€c接到åŒä¸€é›»ä½ä¸Šï¼ŒU1åŠUaã€Ubã€Ucé †æ¬¡è®Šç‚ºé›¶ï¼Œå°‡é€™ç¨®é‹è¡Œæ–¹å¼æ‡‰ç”¨åˆ°ä¸€å€‹ä¸‰é›»å¹³PWM逆變器上å¯ç²å¾—與兩電平PWM相比而言較低的諧波æˆåˆ†ã€‚
PWM形弿˜¯ä¸€ç¨®æ–¬æ³¢æº–æ–¹æ³¢èª¿åˆ¶ï¼Œè² è¼‰ä¸Šçš„ç›¸é›»å£“ç”±çŸ©å½¢æ®µå’Œé›¶é›»å£“æ®µï¼ˆU1=0時)組æˆï¼Œåœ¨æ¯å€‹é›»å£“脈沖時刻,矢é‡Ïˆ1以æ’å®šç·šé€Ÿåº¦ç§»å‹•ï¼Œè€Œåœ¨é›¶é›»å£“æ®µä¿æŒéœæ¢ï¼Œç„¶è€Œç”±äºŽçŸ¢é‡Ïˆ2以æ’定角速度W1轉動,ψ1和ψ2間的夾角δ就出ç¾äº†ï¼Œå› æ¤é›»å£“æ–¬æ³¢æ˜¯å¼•èµ·é«˜é »è½‰è·è„ˆå‹•的主è¦åŽŸå› ï¼Œé »çŽ‡èˆ‡è¼¸å‡ºé›»å£“çŸ©è„ˆæ²–é »çŽ‡ç›¸åŒã€‚這是由于PWMè‡ªèº«å›ºæœ‰çš„ï¼Œå¯¦éš›ä¸Šé«˜é »è½‰çŸ©è„ˆå‹•æ˜¯å¾ˆé›£æ¶ˆé™¤çš„ï¼Œå¹¶ç–ŠåŠ äºŽä½Žé »è½‰çŸ©è„ˆå‹•ä¹‹ä¸Šã€‚ç‚ºæ¶ˆé™¤ç³»çµ±çš„ä½Žé »è½‰çŸ©è„ˆå‹•å¯å¾žä»¥ä¸‹å…©ç¨®æ–¹å¼é–‹å±•工作。
(1)在電壓脈沖ä¸é–“點的時刻,矢é‡Ïˆ1ã€Ïˆ2間的夾角δ在穩態é‹è¡Œæ™‚å°äºŽæ‰€æœ‰è„ˆæ²–æ‡‰ä¿æŒæ’定,消除由δ變化而產生的å°ä½Žé »è½‰çŸ©ï¼ˆé »çŽ‡ç‚º6F1)的影響,在空載情æ³ä¸‹Î´=0盡管ψ1çš„å¹…å€¼è®ŠåŒ–ï¼Œä½Žé »è½‰çŸ©è„ˆå‹•ä»ç„¶å°‡è¢«å®Œå…¨æ¶ˆé™¤ã€‚
(2)在æ’å®šçš„è² è¼‰æ™‚ï¼ˆÎ´-cost≠0)僅僅ψ1å¹…å€¼çš„è®ŠåŒ–å¼•èµ·ä½Žé »è½‰çŸ©è„ˆå‹•,è€Œè² è¼‰å¼•èµ·Ïˆ2幅值的變化å¯ä»¥å¿½ç•¥,å› æ¤å¿…é ˆç²å¾—一個比較接近于圓周的ψ1矢é‡è»Œè·¡ã€‚
圓周PWM是利用空載矢é‡Ïˆ1的空間ä½ç½®ä¾†ç¢ºå®šé›»å£“脈沖的ä¸é–“點,峿™¶é–˜ç®¡å°Žé€šæ®µåŠé›¶é›»å£“段的åˆç†çµ„åˆ,å¯ä»¥ç”¢ç”Ÿå¹…值變化å¯ä»¥å¿½ç•¥ä¸è¨ˆçš„ψ1,æ¤åŽŸç†å¦‚圖1所示,ψ1åœæ¢æ™‚刻(å³é›¶é›»å£“段)用圓點標出,確定電壓脈沖ä½ç½®ä½¿å®ƒå€‘å°ç¨±,如圖ä¸å„æ©«åæ¨™çš„ä¸é–“點,è„ˆæ²–å¯¬åº¦ï¼ˆå³æŒçºŒæ™‚é–“ï¼‰èˆ‡æ©«åæ¨™é•·åº¦ç›¸å°æ‡‰,æ‰€è¦æ±‚的輸出電壓來確定.自然電壓波形周期由ψ1çŸ¢é‡æ²¿å¤šé‚Šå½¢è½‰ä¸€å‘¨æ‰€éœ€çš„æ™‚é–“ç¢ºå®šã€‚é‡‡ç”¨æ¤æ–¹æ³•åœ¨ä¿æŒè¼¸å‡ºé›»å£“由零到最大值å¯è®Šçš„åŒæ™‚ï¼Œå¯æœ‰æ•ˆçš„æ¶ˆé™¤ä½Žé »è½‰çŸ©è„ˆå‹•。
標簽:
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