电机模型介绍.ppt

变频器, 功率转换器 电机转矩曲线, 四象限运行 转矩曲线, 额定运行区域 电机的负载能力 转矩曲线, 不同的电机设计 采用减小ED增加电机的负载能力 ? 转矩曲线, 电机电压的影响 电机的等效电路 电流矢量模糊控制 3 - 2 坐标变换 定子坐标上的电流矢量 电机的基本公式 电机的基本公式 2 电机的转矩曲线, 线性U/f 开环矢量控制运行 磁场电流 Id的调节 电流极限等级 高负载，低转速时的电机调节 找到合适的可编程 U/f曲线设置 参考相应指令 起动时用直流制动 找到速度控制极限为 OFF torque boost off and enough manual IR torque boost ON 设置速度控制为 ON 开环控制性能参数 变频器的直流桥驱动性能 速度偏差 0,5 % 动态速度偏差 1 % sec 起动转矩 200% 低频时的可控制转矩 125% 转矩相应时间 10 ms 在整个速度范围性能数据均有效 从 1 Hz开始运行 (电机的额定转差率) 有内部转矩“测量”的转矩控制 实时计算时间 1ms 动态制动 制动电阻尺寸 * * TigerPower P = 3 × Urms × Irms P = 3 × Urms × Irms × cos ? P = Udc × Idc 3 3 ~ = ~ = 输入 DC桥 输出 机械装置 电机 3 ~ 电压是常数 电流与功率成比例 cos ??几乎等于1 仅需要输出的功率和其他一些损耗功率 ? 电压是常数 电流与输出成比例 电压与输出频率成比例 电流根据负载和加/减速变化(and U/f) 没有负载时仅有磁场电流 (magnetization) cos ??根据负载变化 负载确定转矩 生产过程给出速度要求 5 ... 15% ~1.5% ~1% 92 ... 82% ? P = ??× T T负载 f T负载 f 正向速度 反向速度 输出电压 refer next slide 电动机运行状态 发电机运行状态 fsN = ns - nN × fN ns 额定的转差率根据电机的铭牌计算所得 TN 额定转矩 fN 额定频率 额定的转差率 fsN 0.5 × TN 0.5 × fsN 额定的转差率常常采用百分数形式给出 sN = ns - nN ns n s = f N / p,? [1 / s] T负载 f 1.5 1.0 50fN 70 30 10 Tbr T过载 T起动 T常数 90 T负载 f 30 10 Tbr 50fN 电机电流 1.0 2.0 Type A 低转子电阻高性能 Type B 高起动转矩低性能 制造时采用深转子槽 Type C 高起动转矩较低性能 采用双转子排制造(不适合于拖动) Type D 非常高的起动转矩高转子电阻低效率 Tpull-up T起动 T负载 30 10 Tbr 50fN 1.0 2.0 TN 有 25% ED TN 有 持续的负载 TN 有 10% ED 稳定运行是需要的转矩T 运行区域总是足够的 加速时总需要附加的转矩 小 ED 给电机 “高的功率比率” ，但是它不能改变电机的转矩曲线 在电梯应用中，转矩是的维数标准是#1. T负载 f 30 10 50fN 1.0 2.0 110% 电压 100% 电压 90% 电压 65% 电压 如果电机的电压下降，电机所产生的转矩也将会下降，电机的转差率将会增加.Tbr ~ U 2 随着电压的下降，电机的无功电流将会下降，但是电机的有功电流将会增加 IFL ~ U N × I N U actual ~ U 气 隙 磁 通 ? 定子 转子 R r R s L m U 加在电机端子上的电压 E 通过 Lm 产生磁场电压 损失在定子电阻上的电压 I s I q I d = R s × I s 速度参考 U 变频器 M Ip Asic f 反馈 电流 矢量 计算 模糊控制 UDC -link 转矩 磁通 ref IS ia ib ic ? ? i? i? ?s ?r Isd Isq Is ? E Us ? ? 电机的电流由两部分组成:1磁场电流 I d 和 2. 产生转矩的电流 I q总的电流为 I = I d 2 + I q 2 P = ??× T P = 3 × U × I × cos ? = T ~ I q × I d I q = I cos ? I d ~ E / ?? ~ E / f 高频时 E = U = U ~ I d × ? Tbr = 3 × p × U 2 4× ??× f × Xk Xk 是电机的短路电抗 = 2 f Lk 2 =T