DX102-2-2對(duì)于非諧振型的變頻器,使用軟開(kāi)關(guān)變換電路,它是控制電壓和電流在開(kāi)始上升時(shí),使其緩慢變化的一種方法。
作為開(kāi)關(guān)變換元件,一般使用雙極型三極管,但是最近,在中小功率的范圍內(nèi),大量使用了絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)及功率金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)。在大功率范圍內(nèi),使用了閘門關(guān)斷可控硅(GTO)元件。
IGBT是電壓控制元件,比電流控制的雙極型晶體管輸入控制回路簡(jiǎn)單,是耐壓高、導(dǎo)通電壓低、開(kāi)關(guān)變換速度快的元件。由于控制回路簡(jiǎn)單,能夠產(chǎn)生出將功率元件、驅(qū)動(dòng)回路、保護(hù)回路都封裝一起的智能功率模塊IPM。
DX102-2-2元件是能夠關(guān)斷、開(kāi)啟的可控硅元件,它應(yīng)用在大功率的PWM變換電路中。目前,已開(kāi)發(fā)出的有額定參數(shù)為4.5kV/4kA的元件。由于GTO元件的開(kāi)關(guān)變換頻率約在幾百赫茲左右,存在的問(wèn)題是在低頻時(shí)的電壓、電流波形干擾大。目前,正在進(jìn)一步開(kāi)發(fā)的是以低損耗為目標(biāo)的新式雙柵極MOS柵極可控硅(DUGMOT)元件。
在風(fēng)洞轉(zhuǎn)臺(tái)試驗(yàn)過(guò)程中,通過(guò)模擬量輸出模塊來(lái)控制變頻器的頻率,進(jìn)而控制轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)速,在程序中實(shí)時(shí)檢測(cè)當(dāng)前的轉(zhuǎn)臺(tái)位置。
采用分段減速的方式,當(dāng)轉(zhuǎn)臺(tái)接近設(shè)定角度時(shí),其轉(zhuǎn)速已降低到很小的一個(gè)值。一旦到達(dá)設(shè)定角度,系統(tǒng)已經(jīng)處于很低的速度,這樣制動(dòng)器馬上動(dòng)作而不損壞制動(dòng)瓦,從而保證控制精度為±0.5°,達(dá)到系統(tǒng)所要求的性能指標(biāo)。當(dāng)對(duì)中時(shí),通過(guò)一位置開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位。
在遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)中,先根據(jù)數(shù)據(jù)通訊量的大小制定合適的通訊協(xié)議。
在風(fēng)洞轉(zhuǎn)臺(tái)控制系統(tǒng)中工控機(jī)每次發(fā)送1個(gè)55字節(jié)長(zhǎng)的指令來(lái)實(shí)現(xiàn)1次讀/寫操作。在操控界面中通過(guò)設(shè)定實(shí)驗(yàn)中所需要的角度值,即可進(jìn)行遠(yuǎn)程控制實(shí)現(xiàn),在界面中可以得知當(dāng)前轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)的速度值和絕對(duì)位置角度值。
實(shí)踐表明,風(fēng)洞轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定可靠,具有良好的遠(yuǎn)程操控人機(jī)界面。同時(shí)所描述的方法對(duì)同類機(jī)電一體化遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有參考意義。
在電力測(cè)功機(jī)的變頻電源供電時(shí),由于各種開(kāi)關(guān)元件的觸發(fā)誤動(dòng)作和各相整流元件及控制元件特征的差異,則可能使測(cè)功電機(jī)出現(xiàn)某瞬間的電壓失衡現(xiàn)象,再加之由于電機(jī)磁路不平衡引起的軸電壓和轉(zhuǎn)子上的高頻電壓,在轉(zhuǎn)軸上會(huì)產(chǎn)生一個(gè)較大的軸電壓,以致產(chǎn)生的電流將通過(guò)軸與軸瓦之間的油膜流動(dòng),油膜因會(huì)有很大的電流流過(guò)而被導(dǎo)致破壞,縮短軸承壽命,危害電機(jī)安全運(yùn)行。
從系統(tǒng)的最優(yōu)出發(fā)來(lái)考慮,使其測(cè)功電機(jī)的電壓、頻率、功率、效率等額定值的選擇不受供電的工頻電網(wǎng)的限制。當(dāng)運(yùn)行中保持氣隙磁通不變時(shí),最大轉(zhuǎn)矩基本上不發(fā)生變化。電機(jī)要有足夠的剛度以克服脈振轉(zhuǎn)矩。
對(duì)于電流型逆變器,電機(jī)的漏抗要小;對(duì)于電壓型逆變器,電機(jī)的漏抗要大。為減小各種損耗,電機(jī)鐵芯要采用優(yōu)質(zhì)、較薄的硅鋼片,定子或轉(zhuǎn)子槽形須扭斜,并正確選用槽配合和槽形,最好采用強(qiáng)迫風(fēng)冷。
高壓變頻器一般用在小功率的高壓電機(jī)中做變頻節(jié)能使用,低-高方式高壓變頻器是用低壓變頻器控制后,直接用升壓變壓器把電壓升到電機(jī)使用電壓。
未來(lái)高壓變頻調(diào)速技術(shù)將在以下八個(gè)方面得到發(fā)展,其主要表現(xiàn)為:
①高壓變頻器將朝著大功率,小型化,輕型化的方向發(fā)展。
②高壓變頻器將向著直接器件高壓和多重疊加(器件串聯(lián)和單元串聯(lián))兩個(gè)方向發(fā)展。
③更高電壓、更大電流的新型電力半導(dǎo)體器件將應(yīng)用在高壓變頻器中。
④現(xiàn)階段,igbt、igct、sgct仍將扮演著主要的角色,scr、gto將會(huì)退出變頻器市場(chǎng)。
⑤無(wú)速度傳感器的矢量控制、磁通控制和直接轉(zhuǎn)矩控制等技術(shù)的應(yīng)用將趨于成熟。
⑥全面實(shí)現(xiàn)數(shù)字化和自動(dòng)化:參數(shù)自設(shè)定技術(shù);過(guò)程自優(yōu)化技術(shù);故障自診斷技術(shù)。
⑦應(yīng)用32位mcu、dsp及asic等器件,實(shí)現(xiàn)變頻器的高精度,多功能。
⑧相關(guān)配套行業(yè)正朝著專業(yè)化,規(guī)?;l(fā)展,社會(huì)分工將更加明顯。
理論中閉環(huán)調(diào)節(jié)原理。目的在于利用一種比較容易表達(dá)的函數(shù)形式,產(chǎn)生校正控制信號(hào),而并非對(duì)整流系統(tǒng)進(jìn)行閉環(huán)控制,不影響系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性?,F(xiàn)采用閉環(huán)誤差調(diào)節(jié)予以校正。經(jīng)在兩臺(tái)350kW1000Hz中頻電源使用,結(jié)論如下:
(1)調(diào)功平衡器接入但未通電時(shí),分別啟動(dòng)兩臺(tái)中頻電源,各自調(diào)功正常。
(2)調(diào)功平衡器電源接通、K1斷開(kāi)時(shí),調(diào)功平衡器狀態(tài)指示LED慢閃。分別啟動(dòng)兩臺(tái)中頻電源,各自調(diào)功正常。
(3)調(diào)功平衡器電源接通、K1閉合時(shí),在測(cè)試條件下,切換K1,平衡狀態(tài)指示LED快閃,表示平衡調(diào)接器已介入控制。最小輸出為106V和108V,兩端點(diǎn)誤差為1.5%(低端);最大輸出為476V和513V,兩路誤差為7.4%(高端);最小輸出功率10%額定功率,最大輸出功率94%額定功率。由以上測(cè)量結(jié)果分析,造成誤差的原因主要是:負(fù)載不對(duì)稱誤差;整流控制電路調(diào)節(jié)非線性誤差和cos生成表擬合誤差。
(4)利用示波器觀察觸發(fā)脈沖,兩路移相范圍均可達(dá)0.12,整個(gè)移相范圍內(nèi)無(wú)跳越變化現(xiàn)象。
(5)經(jīng)多點(diǎn)電壓實(shí)測(cè),得輸入、輸出特性曲線。在MATLAB環(huán)境下,模擬閉環(huán)控制原理的仿真模型及仿真特性。
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