芻議通用變頻器調(diào)速系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

1、芻議通用變頻器調(diào)速系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)摘要：本篇文章主要介紹了通用變頻器系統(tǒng)研究應(yīng)用的關(guān)鍵性技術(shù)，并且分析變頻調(diào)速系統(tǒng)中的關(guān)鍵性技術(shù)所出現(xiàn)的問(wèn)題。以培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)能力為目標(biāo)，使教學(xué)模式取得良好的效果。Abstract：Thisarticleintroducestheresearchandapplicationofthekeytechnologyofgeneraltransducersystemandanalyzestheexistingproblems，andtakesthedevelopmentofstudents'professionalabilityasagoaltoachievegoo

2、dresultsoftheteachingmodel.關(guān)鍵詞：通用變頻器；調(diào)速系統(tǒng)；關(guān)鍵技術(shù)Keywords：generaltransducer；speedregulatingsystem；keytechnology中圖分類(lèi)號(hào)：G64文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-4311（2015）07-0105-020引言變頻器調(diào)速系統(tǒng)是機(jī)電專(zhuān)業(yè)根據(jù)專(zhuān)業(yè)相對(duì)應(yīng)的工作崗位實(shí)施工作任務(wù)分析，依據(jù)目前的職業(yè)成長(zhǎng)規(guī)律和職業(yè)崗位的任職資格構(gòu)建行動(dòng)領(lǐng)域，進(jìn)而構(gòu)建出來(lái)重要的專(zhuān)業(yè)技能課。培養(yǎng)學(xué)生具備變頻器的調(diào)速系統(tǒng)工作的任務(wù)是電氣控制設(shè)計(jì)、具備控制參數(shù)、安裝能力和系統(tǒng)的調(diào)試能力。在教學(xué)中，改變傳統(tǒng)的教學(xué)方法和學(xué)科結(jié)構(gòu)體

3、系，進(jìn)行基于工作的理論和實(shí)踐，取得良好的教學(xué)效果。1 通用變頻器調(diào)速系統(tǒng)領(lǐng)域設(shè)計(jì)現(xiàn)在，通用變頻器的教材很多都是學(xué)科講解的模式，授課的方式主要是老師講解為主，加上適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)訓(xùn)練與論證的模式，這種教學(xué)的模式不利于學(xué)生的職業(yè)崗位能力形成。在通用變頻器的教學(xué)課程中，根據(jù)變頻器的調(diào)速技術(shù)能力養(yǎng)成與達(dá)標(biāo)的過(guò)程，學(xué)習(xí)變頻器領(lǐng)域的知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生具備變頻器調(diào)速系統(tǒng)的專(zhuān)業(yè)技能，具備控制變頻器運(yùn)行的專(zhuān)業(yè)能力，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)能力和工作方法。2 關(guān)鍵性技術(shù)分析2.1 死區(qū)補(bǔ)償技術(shù)2.1.1 分析電壓脈寬調(diào)制變頻器電壓脈寬調(diào)制變頻器現(xiàn)如今在各種電機(jī)控制的場(chǎng)合得到應(yīng)用。為了制止變壓器逆變器在相同的一個(gè)橋壁上上下兩功率的器件

4、搗毀變頻器逆變器，需要人為控制信號(hào)，加入到死區(qū)的時(shí)間，在死區(qū)時(shí)間內(nèi)截止這兩個(gè)器件。這種行為被稱(chēng)作人為控制死區(qū)的時(shí)間。除此之外，變壓器逆變器在進(jìn)行工作時(shí)，開(kāi)關(guān)的時(shí)間存在著不同程度的延遲，尤其是在關(guān)斷的情況下時(shí)間會(huì)延遲的更長(zhǎng)。對(duì)已經(jīng)確定的開(kāi)關(guān)器件，關(guān)斷和開(kāi)通的時(shí)間器件是不受調(diào)控的，這種行為被稱(chēng)為關(guān)斷死區(qū)時(shí)間。以上兩種的死區(qū)時(shí)間都導(dǎo)致指令值與實(shí)際有的電壓值之間存在不同點(diǎn)。在死區(qū)的時(shí)間內(nèi)，由于上下橋壁的器件功率狀態(tài)都是阻斷的，所以橋壁的輸出電壓的狀態(tài)是失控的。這就造成了指令電壓與實(shí)際的輸出定子電壓存在著不同差距。在載波相同的情況下，低頻率時(shí)同一個(gè)周期內(nèi)的開(kāi)關(guān)次數(shù)更多一些，而且在低頻率下電壓的輸出也比較

5、低，死區(qū)的效應(yīng)也就更加嚴(yán)重。最直接的影響就是降低了系統(tǒng)器件輸出電壓的能力，而且出現(xiàn)一定的偏差。除此之外，電頻死區(qū)還會(huì)增加電流中的諧波成分，使系統(tǒng)的震蕩頻率增大，在輕載時(shí)導(dǎo)致系統(tǒng)沒(méi)有辦法正常工作。2.1.2 死區(qū)補(bǔ)償措施為了減少死區(qū)的影響，補(bǔ)償死區(qū)造成的損失，現(xiàn)在經(jīng)常使用的死區(qū)補(bǔ)償辦法主要是電壓反饋型。電壓反饋型的補(bǔ)償原理比較簡(jiǎn)單，直接檢測(cè)電壓脈寬調(diào)制變頻器實(shí)際輸出的電壓，與指令輸出的電壓做比較，并且將差距數(shù)值作為補(bǔ)償電壓加入到指令的電壓上成為新的電壓指令。對(duì)輸出的電壓來(lái)說(shuō)，這種方法的思想主要是準(zhǔn)閉環(huán)控制，在原則上可以消除由于死區(qū)時(shí)間而導(dǎo)致的電壓偏差，并且不受電流變化的影響，有較好的補(bǔ)償效果。電

6、壓反饋型的補(bǔ)償措施主要缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，不但需要復(fù)雜的電壓來(lái)檢測(cè)線(xiàn)路，還要求檢測(cè)的電壓精確度高，在時(shí)間不滯后的情況下，才能達(dá)到比較好的補(bǔ)償效果。2.2 滑差補(bǔ)償技術(shù)電壓輸入的頻率比較高時(shí)，異步電機(jī)的滑差就比較小，當(dāng)電壓輸入的頻率比較低時(shí)，異步電機(jī)的滑差就比較大，對(duì)滑差頻率的補(bǔ)償尤其是在低頻率運(yùn)行時(shí)有非常重要的意義。最直接的滑差補(bǔ)償技術(shù)就是根據(jù)轉(zhuǎn)矩計(jì)算值電流減少或者增加額定頻率，目的就是為了達(dá)到補(bǔ)償速降，但是補(bǔ)償數(shù)值的計(jì)算是依賴(lài)于電機(jī)和電流值的計(jì)算參數(shù)，比如電感值和電阻等，這些參數(shù)尤其是電阻值會(huì)隨著溫度的變化而不斷地增加范圍，有的甚至達(dá)到100%以上，這種滑差補(bǔ)償方式的缺點(diǎn)是穩(wěn)定性差。現(xiàn)在比較

7、有效的滑差補(bǔ)償方式是基于轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向控制的思想的補(bǔ)償方法。3根據(jù)轉(zhuǎn)矩電流和勵(lì)磁電流不相同的作用，使用一種相似的補(bǔ)償辦法。2.3 能量回饋技術(shù)有源逆變的方法可以將再生能量及時(shí)地回饋到電網(wǎng)中，不僅可以節(jié)能降耗，還可以解決泵升電壓?jiǎn)栴}，可以擴(kuò)展通用變頻器的使用范圍，現(xiàn)在經(jīng)常使用的能力回饋方法主要有以下兩種。第一種辦法是通用變頻器的兩端并且聯(lián)系能量進(jìn)行單元回饋，當(dāng)電機(jī)進(jìn)行電動(dòng)運(yùn)行時(shí)，逆變器的開(kāi)關(guān)管被處于封鎖狀態(tài)；當(dāng)電動(dòng)機(jī)再次處于發(fā)電狀態(tài)的時(shí)候，能量會(huì)有電機(jī)側(cè)回饋的直流側(cè)，致使直流母線(xiàn)電壓升高。當(dāng)直流的母線(xiàn)電壓高于電網(wǎng)線(xiàn)的電壓峰值時(shí)，整流橋會(huì)因?yàn)槌惺艿姆磯憾P(guān)斷；如果直流的母線(xiàn)電壓可以持續(xù)升高并且超過(guò)啟

8、動(dòng)的逆變器工作電壓VDLH時(shí)，逆變器就開(kāi)始工作，可以將能量直流側(cè)回饋電網(wǎng)中4。如果直流的母線(xiàn)電壓持續(xù)下降至把逆變器關(guān)閉時(shí)，把逆變器關(guān)閉。第二種辦法是在DSP下，新型的雙PWN的變頻調(diào)速系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)能量的控制回饋方法。在電機(jī)進(jìn)行電動(dòng)運(yùn)行的時(shí)候，能量由三相交流的電網(wǎng)經(jīng)過(guò)逆變橋和整流橋同時(shí)向電動(dòng)機(jī)進(jìn)行供電。當(dāng)整流橋的狀態(tài)是整流狀態(tài)時(shí)，PWN的逆變橋就處于逆變的狀態(tài)；如果電動(dòng)機(jī)的狀態(tài)是發(fā)電狀態(tài)時(shí)，這時(shí)交流的電動(dòng)機(jī)再生的能量經(jīng)過(guò)逆變器向中間的直流環(huán)節(jié)儲(chǔ)能電容進(jìn)行充電。如果電容器的兩端電壓升高，在整流橋PWN和IGBT的控制下，進(jìn)入電網(wǎng)的電流與電壓電網(wǎng)同頻率相反的正弦波，使系統(tǒng)的功率約等于1，交流電源在輸入電

9、路的時(shí)候無(wú)功電流就可以起到補(bǔ)償?shù)淖饔?。2.4脈沖優(yōu)化管理的技術(shù)當(dāng)信號(hào)脈沖與功率脈沖相互實(shí)施變頻調(diào)速系統(tǒng)時(shí)，對(duì)驅(qū)動(dòng)和主電路中的脈沖序列和脈沖的瞬間過(guò)程進(jìn)行分析，對(duì)系統(tǒng)中的換流工程的動(dòng)態(tài)過(guò)程進(jìn)行掌握和研究，對(duì)最小的脈寬進(jìn)行單管，期間最小的脈寬等對(duì)于交換電流的影響。進(jìn)一步提出對(duì)于脈沖管理的辦法，包括死區(qū)、預(yù)勵(lì)磁技術(shù)、安全封脈沖以及最小的脈寬等，尤其是針對(duì)單獨(dú)的開(kāi)關(guān)器件工作時(shí)間過(guò)短使單個(gè)器件承受住全邊的直流母線(xiàn)現(xiàn)象對(duì)安全封互相脈沖，解決器件的參數(shù)控制脈沖與離散性同步之間的矛盾。脈沖優(yōu)化管理的技術(shù)原理就是根據(jù)不相同的頻率和電壓調(diào)制比，并且把整個(gè)空間的電壓區(qū)域按照不同的區(qū)域調(diào)制分成幾個(gè)不同的環(huán)形區(qū)域。針

10、對(duì)脈寬的調(diào)制在這幾個(gè)環(huán)形區(qū)域內(nèi)不同的特點(diǎn)和影響，分別使用調(diào)整脈波等作用的順序，對(duì)開(kāi)關(guān)的頻率進(jìn)行減小，使用最近的矢量合成不同的方法，對(duì)受脈寬影響的作用時(shí)間進(jìn)行增加，以達(dá)到脈寬的最小的影響。抑制異常的脈沖，盡量減少由于死區(qū)故障帶來(lái)的影響6。3 結(jié)語(yǔ)變頻調(diào)速器作為可以節(jié)約能源的一個(gè)重要手段，不斷地引起民眾對(duì)其重視。當(dāng)今，應(yīng)該在大容量的電器上推廣變頻的調(diào)速器。在教學(xué)過(guò)程中，通用變頻器調(diào)速系統(tǒng)的學(xué)歷理論要與實(shí)驗(yàn)相互結(jié)合，學(xué)會(huì)知識(shí)與技能，對(duì)互動(dòng)的方法學(xué)會(huì)互相融合，進(jìn)一步提高學(xué)生對(duì)于變頻調(diào)速器關(guān)鍵技術(shù)的調(diào)控能力。目前由于通用的變頻器的調(diào)速系統(tǒng)大多是采用開(kāi)環(huán)的控制，在正常使用的范圍內(nèi)如果技術(shù)得當(dāng)就會(huì)提高電器的使用年限和壽命。參考文獻(xiàn)：1 趙爭(zhēng)鳴，白華，袁立強(qiáng).高壓大容量變頻調(diào)速系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)分析與研究J.中國(guó)科學(xué)（E輯：技術(shù)科學(xué)），2009，03：394-401.2 吳敬法，郭少力，胡述靜.爆炸性氣體環(huán)境用變頻調(diào)速系統(tǒng)的防爆安全性研究J.電氣防爆，2012，01：9-18.3 唐愛(ài)民，胡金高.變頻器及其在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用J.福建電腦，2012，09：20-21，4.4