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    永磁同步电机变频器在制氧压缩机节能效果和空间矢量磁场定向控制策略简述

    文章出处:行业资讯 责任编辑:深圳市丹富莱科技有限公司 发表时间:2020-10-01
      永磁同步电机变频器用于制氧压缩机上使用主要因为以下原因可以达到节电的效果:
    1、和直流电机相比没有直流电机的换向器和电刷等缺点;
    2、和异步电机相比它由于不需要无功励磁电流因而效率高功率因数高力矩惯量比大定子电流和定子电阻损耗减小且转子参数可测、控制性能好;
    3、和普通同步电机相比它省去了励磁装置简化了结构提高了效率可达到传统电励磁电机所无法比拟的高性能(如特高效、特高速、特高响应速度);
    4、和开关磁阻电机(SR)相比它没有低速转矩脉动大的问题早实现了低速稳定运行因此适合快速、高精度的控制场合。
    因此厂家选用永磁同步电机来更换普通同步电机但是同时由于永磁同步电机没有励磁柜本转子是永磁铁因此它在直接电网起动的瞬间起动力矩非常大而且需要达到整步的时间也比普通同步电机要长导致不能直接电网起动永磁同步电机。起动和并网切换过程中控制电流在额定以内,因此用于永磁同步电机的起动和无扰动切换。永磁同步电机变频器
         同步电机采用改进的空间矢量磁场定向控制策略  控制系统采用速度环和电流环双闭环结构,电流环采用PI调节器,实现简单,并能获得较好的电流跟踪性能。速度环采用PI调节器,能有效地限制动态响应的超调量,加快响应速度。速度给定ω与速度反馈相减得出速度误差,速度误差经PI调节后输出转矩电流给定i,*励磁电流给定是根据系统的动态需要进行或是由电机铭牌获取电机额定反电势。无感矢量控制的调整其值根据不同的电机和负载得出的经验值,电机三相电流反馈i、1i经传感器采样,然后再根据转子位置电气角度进行Clarke变换和Park变换输出  1、is1d、i值与给定值i、1*求误差,进行PI,调节后输出V、V,电压矢量利用转子位置电气角  度θ经过Park逆变换和 Clarke逆变换输出电机定子相电压U、U、U值,三相电压U、UU值作为PM(脉宽调制)的比较值比较输出P波形到永磁同步电机变频器可在在静止状态下可辨识出定子电阻R直轴电感L以及交轴电感L。可由动态辨识,关键是通过电机定子侧的电压和电流估算出转子位置和速度。
    一个模型参考自适应系统如图4所示,应包含着两种模型分别为参考模型和可调模型,这两个模型有着相同物理意义的输出量,不同的是参考模型不含待估参数,而可调模型含有对应的估参数。其基本思想为参考模型与可调模型的输出和状态性能指标通过反馈比较器得到误差方程,构造合适的自适应律,使得可调模同幅值的电压后,实现负载、电网无扰切换。在切换过程中高压永磁同步电动机可以一直保持负载运行不会出现负载扰动,切换过程中无冲击电流,实现系统切换的“零扰动”。
    永磁同步电机变频器无扰切换整机逻辑换如图5所示。首先,变频器会自动断开交流接触器KM0,并将频率上升至50H。然后,变频器根据输入电压检测板上传的频率和幅值,自动将运行频率和幅值调整到与电网频率和幅值一致。接着,变频器自动调整相位,直到运行相位与电网相位相差2度以内。此时变频器运行电流不变,并将“同步调整完成信号”反馈给PLC控制器最后PLC控制器先闭合交流接触器KM4,再断开交流接触器KM3,最后断开交流接触器KM1,变频器停工频运行电动机。该技术可满足多电机综合控制及大容量电机软启动的需要
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