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      煙臺勾股通信技術(shù)有限公司
                                
                
                
      

							
      
                        			
      
		
      
	
      
	
	
      
		
      
            
      
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      四象限運行高壓變頻器的矢量控制原理
      
						
      閱讀：348發(fā)布時間：2008-07-03
      
					
      
					
      
						
        
							
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      HIVERT-YVF采用轉(zhuǎn)子帶速度反饋的矢量控制技術(shù)。在轉(zhuǎn)子磁場定位坐標(biāo)下電機定子電流分解成勵磁電流與轉(zhuǎn)矩電流。維持勵磁電流不變，控制轉(zhuǎn)矩電流也就控制電機轉(zhuǎn)矩。電機轉(zhuǎn)速采用閉環(huán)控制。實際運行中給定轉(zhuǎn)速與實際轉(zhuǎn)速的差值通過PID調(diào)節(jié)生成轉(zhuǎn)矩電流IT。經(jīng)過矢量變換將IT、IM變換為電機三相給定電流Ia＊、Ib＊、Ic＊，它們與電機運行電流相比較生成三相驅(qū)動信號。 
      　　1、主回路 
      　　HIVERT系列高壓變頻器采用交-直-交直接高壓（高-高）方式，主電路開關(guān)元件為IGBT。HIVERT變頻器采用功率單元串聯(lián)，疊波升壓，充分利用常壓變頻器的成熟技術(shù)，因而具有很高的可靠性。 
      　　變頻器輸出是580VAC功率單元六個串聯(lián)時產(chǎn)生3450V相電壓，線電壓6000V，輸出Y接，中性點懸浮，得到驅(qū)動電機所需的可變頻三相高壓電源。 
      　　主隔離變壓器原邊為Y型接法，直接與高壓相接。 組數(shù)量依變頻器電壓等級及結(jié)構(gòu)而定，6kV系列為18，延邊三角形接法，為每個功率單元提供三相電源輸入。輸入側(cè)隔離變壓器二次線圈經(jīng)過移相，為功率單元提供電源，對6KV而言相當(dāng)于36脈沖不可控整流輸入，消除了大部分由單個功率單元所引起的諧波電流，大大抑制了網(wǎng)側(cè)諧波（尤其是低次諧波）的產(chǎn)生。 
      　　2、功率單元 
      　　每個功率單元結(jié)構(gòu)上*一致，可以互換，HIVERT-YVF系列產(chǎn)品具備*定額功率的能量回饋能力。 
      　　功率單元利用IGBT進行同步整流，同步整流控制器實時檢測單元電網(wǎng)輸入電壓，利用鎖相控制技術(shù)得到電網(wǎng)輸入電壓相位，控制整流逆變開關(guān)管Q1～Q6所構(gòu)成的相位與電網(wǎng)電壓的相位差，便可控制電功率在電網(wǎng)與功率單元之間的流向。以a相為例，若要控制a相電流正方向流動且幅值增大，必須使Q2導(dǎo)通，若要控制a相電流反方向流動且幅值減小，必須關(guān)斷Q1，使電流通過Q2并聯(lián)的續(xù)流二極管，當(dāng)電機處于減速運行狀態(tài)或負力提升時，由于負載慣性作用進入發(fā)電狀態(tài)，其再生能量經(jīng)逆變器中開關(guān)元件和續(xù)流二極管向中間濾波電容充電，使中間直流電壓升高，電容器上的直流電壓達到有源逆變起動的門檻電壓時，自動起動有源逆變，這時逆變相位超前，功率單元將電機及其負載的機械能轉(zhuǎn)化為電能，回饋到電網(wǎng)中去。 反之則電功率由電網(wǎng)注入功率單元，電功率大小與相位差成正比。電功率的大小及流向由單元電壓決定，就同步整流而言，整流側(cè)相當(dāng)于一個穩(wěn)壓電源，與電功率大小及方向相對應(yīng)的電網(wǎng)與逆變相位差由單元電壓與單元整定值之間的偏差通過PID調(diào)節(jié)生成。 
      　　單元逆變輸出由Q7～Q10組成，采用矢量正弦波脈寬調(diào)制（PWM）方式，控制Q7～Q10IGBT的導(dǎo)通和關(guān)斷，輸出單相脈寬調(diào)制正弦波形。 
      　　3、控制系統(tǒng) 
      　　控制系統(tǒng)由控制器，IO板和人機界面組成?？刂破饔扇龎K光纖板，一塊信號板，一塊主控板和一塊電源板組成。光纖板通過光纖與功率單元傳遞數(shù)據(jù)信號，每塊光纖板控制一相的所有單元。光纖板周期性向單元發(fā)出脈寬調(diào)制（PWM）信號或工作模式。單元通過光纖接收其觸發(fā)指令和狀態(tài)信號，并在故障時向光纖板發(fā)出故障代碼信號。 
      　　主控板采用高速單片機，完成對電機控制的所有功能，運用正弦波空間矢量方式產(chǎn)生脈寬調(diào)制的三相電壓指令。通過RS232通訊口與人機界面主控板進行交換數(shù)據(jù)，提供變頻器的狀態(tài)參數(shù)，并可網(wǎng)絡(luò)化控制。通過主控板和IO接口板通訊來的數(shù)據(jù)，計算出電流、電壓、功率、運行頻率等運行參數(shù)，并實現(xiàn)對電機的過載、過流告警和保護。通過RS232通訊口與主控板連接，通過RS485通訊口與IO接口板連接，實時監(jiān)控變頻器系統(tǒng)的狀態(tài)。 
      　　信號板采集變頻器的輸出電壓、電流信號和光電編碼盤信號，并將模擬信號隔離、濾波和量程轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換后的信號用于變頻器控制、保護，以及提供給主控板數(shù)據(jù)采集。
      
				
      
			
      
			
      
		
      
	
      
	
	
      
		
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