電機模型介紹

變頻器,功率轉(zhuǎn)換器P=3×Urms×Irms

P=3×Urms×Irms×cos

P=Udc×Idc

33~=~=輸入DC橋輸出機械裝置電機3~電壓是常數(shù)電流與功率成比例cos

幾乎等于1僅需要輸出的功率和其他一些損耗功率電壓是常數(shù)電流與輸出成比例電壓與輸出頻率成比例電流根據(jù)負載和加/減速變化(andU/f)沒有負載時僅有磁場電流(magnetization)cos

根據(jù)負載變化負載確定轉(zhuǎn)矩生產(chǎn)過程給出速度要求5...15%~1.5%~1%92...82%P=×T

電機轉(zhuǎn)矩曲線,四象限運行T負載fT負載f正向速度反向速度輸出電壓refernextslide電動機運行狀態(tài)發(fā)電機運行狀態(tài)轉(zhuǎn)矩曲線,額定運行區(qū)域fsN=ns-nN

×fNns額定的轉(zhuǎn)差率根據(jù)電機的銘牌計算所得TN

額定轉(zhuǎn)矩fN

額定頻率額定的轉(zhuǎn)差率fsN0.5×TN

0.5×fsN額定的轉(zhuǎn)差率常常采用百分數(shù)形式給出sN=ns-nNnsns=fN

/p,[1/s]電機的負載能力T負載f1.51.050

fN703010TbrT過載T起動T常數(shù)90轉(zhuǎn)矩曲線,不同的電機設(shè)計T負載f3010Tbr50

fN電機電流1.02.0TypeA低轉(zhuǎn)子電阻

高性能TypeB高起動轉(zhuǎn)矩

低性能制造時采用深轉(zhuǎn)子槽TypeC高起動轉(zhuǎn)矩

較低性能采用雙轉(zhuǎn)子排制造

(不適合于拖動)TypeD非常高的起動轉(zhuǎn)矩

高轉(zhuǎn)子電阻

低效率Tpull-upT起動采用減小ED增加電機的負載能力?T負載3010Tbr50

fN1.02.0TN

有25%EDTN

有持續(xù)的負載TN

有10%ED穩(wěn)定運行是需要的轉(zhuǎn)矩T運行區(qū)域總是足夠的加速時總需要附加的轉(zhuǎn)矩小ED給電機“高的功率比率”，但是它不能改變電機的轉(zhuǎn)矩曲線在電梯應(yīng)用中，轉(zhuǎn)矩是的維數(shù)標準是#1.轉(zhuǎn)矩曲線,電機電壓的影響T負載f301050

fN1.02.0110%電壓100%電壓90%電壓65%電壓如果電機的電壓下降，電機所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩也將會下降，電機的轉(zhuǎn)差率將會增加.

Tbr~U2隨著電壓的下降，電機的無功電流將會下降，但是電機的有功電流將會增加IFL~UN

×INUactual

電機的等效電路~U氣隙磁通

定子轉(zhuǎn)子RrRsLmU加在電機端子上的電壓E通過Lm

產(chǎn)生磁場電壓損失在定子電阻上的電壓IsIqId=Rs×Is電流矢量模糊控制速度參考U變頻器MIpAsicf反饋電流矢量計算模糊控制UDC-link轉(zhuǎn)矩磁通

ref

3->2坐標變換ISiaibiciisrIsdIsqIsEUs定子坐標上的電流矢量電機的基本公式電機的電流由兩部分組成:

1磁場電流Id

和2.產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電流Iq

總的電流為I=Id2+Iq2P=×T

P=3×U×I×cos

=>T~Iq×Id

Iq=IcosId~E/

~E/f

高頻時E=U=>U~Id×Tbr=3×p×U2

4××f×XkXk

是電機的短路電抗=2fLk2

=>Tbr~(

U

f)~

2

T=P/

=n×2×/60s=>T=9.55×Pn電機的轉(zhuǎn)矩、功率和速度滿足如下關(guān)系式為了保持電機的轉(zhuǎn)矩曲線，需要提供恒定的磁通.為了在電機上輸出需要的轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動器必須提供給電機一定的電流

(對于轉(zhuǎn)矩，頻率不是必須的)

T~Iq

2

/s電機的基本公式2最大的可用轉(zhuǎn)矩在電機的弱磁區(qū)域，隨著速度的平方，按一定的比例減小

Tloadmax=((fN/f)2×Tbr)/1.4

如果UNmotor<UNmains

，那么弱磁點可以設(shè)置到fN上ffwp=(UNmains/UNmotor)×fN

電機的過載能力可以從電機生產(chǎn)廠家得到當UNmotor較低時，電機將變得非常難以控制.

電機運行有±10%電壓波動.

如200V的電機，這意味著在2Hz時的電壓波動為2/50×200×0.1=0.8Volts即400V供電電壓的0.2%.電機的轉(zhuǎn)矩曲線,線性U/fT負載fT負載正向運行輸出電壓電動機狀態(tài)發(fā)電機狀態(tài)開環(huán)矢量控制運行50

fNUmotorf30400VUN可編程U/fcu曲線，參數(shù)P1.8=2弱磁點頻率，參數(shù)

P6.3弱磁點電壓，參數(shù)P6.4U/f曲線中間點頻率，參數(shù)P6.5U/f曲線中間點電壓，參數(shù)P6.60Hz時的電壓，參數(shù)P6.7轉(zhuǎn)矩自動提升

參數(shù)P1.9=1補償轉(zhuǎn)差率的速度控制，參數(shù)

P6.1=1(P1.14)起動時用0.8×IN的電流直流制動，測得定子的電阻值(參數(shù)P4.11)磁場電流Id的調(diào)節(jié)Idf線性U/f曲線理想的實際的，補償曲線U/f曲線中間點頻率P6.5

適當?shù)闹禐?...3×fsN（額定轉(zhuǎn)差頻率）U/f曲線中間點電壓，參數(shù)P6.60Hz時的電壓，參數(shù)P6.71Hz電流極限等級Itrip

突跳電流，保護功率模塊

4×Inrms額定(2.83Inpeak峰值)IN

電機額定電流=1IN

一般電機運行電流~0.95電流調(diào)節(jié)極限Imax=1.5電流切割極限=Imax+0.4最大切割機電流極限=2.6最大電流調(diào)節(jié)極限=2.5高的起動電流，允許時間為2s高負載，低轉(zhuǎn)速時的電機調(diào)節(jié)找到合適的可編程U/f曲線設(shè)置參考相應(yīng)指令起動時用直流制動找到速度控制極限為OFFtorqueboostoffandenoughmanualIRtorqueboostON設(shè)置速度控制為ON開環(huán)控制性能參數(shù)變頻器的直流橋驅(qū)動性能速度偏差<0,5%動態(tài)速度偏差<1%sec起動轉(zhuǎn)矩>200%低頻時的可控制轉(zhuǎn)矩125%轉(zhuǎn)矩相應(yīng)時間10ms在整個速度范圍性能數(shù)據(jù)均有效從1Hz開始運行(電機的額定轉(zhuǎn)差率)有內(nèi)部轉(zhuǎn)矩“測量”的轉(zhuǎn)矩控制實時計算時間1ms動態(tài)制動P=3×Urms×Irms

P=3×Urms×Irms×cos

P=Udc×IBRave

33~=~=輸入直流橋輸出機械裝置Motor3~能量從電機反饋到直流橋能量需要被消耗到制動電阻上一般說來，要求制動的能力小于加速時所需的能量電壓與頻率成比例電流根據(jù)負載和減速(andU/f)機械摩擦將產(chǎn)生異步分制動轉(zhuǎn)矩cos

一般小于加速時的值T<0電機運行在發(fā)電機狀態(tài)高慣量負載需要減速運行P=×T

如果采用線整流單元，能量能被反饋回電網(wǎng)IBR制動電阻尺寸需要消耗到制動電阻上的能量速度轉(zhuǎn)矩(<0)功率(<0)制動時間×I×1+22Pave=1-2dt減速時的平均功率=I×d

dtT減速時所需的轉(zhuǎn)矩I×Etot=dt×Pave=