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变频调速技术在大功率双机拖动型矿井提升机上的应用(2)

  • 作者:不详
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  • 发布时间:2012-05-15

  
由于这种双电机硬连接方式在硬件条件上已经限制了在滚筒的终端转速是绝对一致的,假设2台电机的电动负载出现了不平衡现象,那反映到转速上2台电机仍然是一样的,只是其中一台电机在带动另一台电动运行,一台反而在发电运行。所以简单来说,只要保证了2台电机的转矩电流一致,即可保证电功率的平衡,并且转速已经一致,那么速度传感器只需要2台电机中的一个即可保证双电机系统的正常运行。那么如何来保证2台电机的转矩也就是出力一致呢?

 

首先我们从异步电机的等效电路来分析对于两台电机的数学模型基本参数如何建立:

图1 异步电机稳态等值电路图

图1 异步电机稳态等值电路图
  
上图是异步电机等效电路,U1为外加电压、R1定子电阻、L1定子电感、R2转子电阻、L2转子电感、Rm励磁电阻、Lm励磁电感、I0励磁电流、I1定子电流、I2转子电流、S为转差率。单台电机如此,假设两台电机并联,从上图可以看出,并联后电机等效参R1、L1、R2、L2、Lm数值均为单个电机参数的1/2,而空载励磁电流I0为单个电机的2倍。而转子时间常数的计算方法如下,Tr为转子时间常数:

  
由上公式可以看出转子时间常数只与3个参数有关系,而随着总电流的同倍增大,的关系一直保持不变,所以Tr也是个常数与单台电机数值一致。由此看来,只要两台电机的等效数学模型一样或接近,即可将双电机系统当作一台双绕组电机来处理,只是励磁电流与转矩电流加倍而已。

图2 矢量控制框图

 
图2 矢量控制框图
  

HIVERT-YVF系列变频器采用有速度传感器矢量控制技术。在转子磁场定位坐标下电机定子电流分解成励磁电流与转矩电流。维持励磁电流不变,控制转矩电流也就控制电机转矩。电机转速采用闭环控制。实际运行中给定转速与实际转速的差值通过PID调节生成转矩电流IT。经过矢量变换将IT、IM变换为电机三相给定电流Ia*、Ib*、Ic*,它们与电机运行电流相比较生成三相驱动信号。控制原理框图如上图。
 

   根据电机的转差计算公式
,转差与电机转矩电流IT*成正比,与电机励磁电流IM*成反比。电机励磁电流IM*在额定运行频率下,与电机空载激磁电流I0相等;转差与转子时间常数成反比,由于并连后R2、L2均为单个电机参数的1/2,转子时间常数不变,而电机转矩电流IT*与电机空载激磁电流I0均增加一倍,因此转差计算公式不受影响,因此可以将传感器装在速度精度要求高的一个电机上,实现一拖二功能。如此执行该方案还具备一个优点,如果一个电机的电动负载突然增加,整个系统的转矩电流会突然增大,转差频率会增加,变频器输出频率会增加,除其本身的转矩会增加外,另外一台的转速也上升,达到了负荷转矩的自动动态分配,反之对于制动负载也完全适合。
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【文章来自米尔自动化网http://www.mirautomation.com/pages/2012-05/s35952.shtml
本文标签: 高压变频   大功率   提升机   双机拖动  
 三菱电机

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