合康高壓變頻器控制原理
HIVERT-YVF系列變頻器采用轉(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)矩電流也就控制了電機轉(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。
HIVERT-TVF系列變頻器通過矢量控制系統(tǒng)的解耦, 速度給定(頻率給定)ω與速度反饋相減得出速度誤差,速度誤差經(jīng)PI調(diào)節(jié)后輸出轉(zhuǎn)矩電流給定iqref,idref勵磁電流給定是根據(jù)系統(tǒng)的動態(tài)需要進行調(diào)整其值根據(jù)不同的電機和負載得出的經(jīng)驗值,電機三相電流反饋ia、ic、ib(為ia與ic之和求反)經(jīng)傳感器采樣,然后再根據(jù)轉(zhuǎn)子位置電氣角度θ進行Clarke變換,變換后輸出ialpha、ibeta, ialpha、ibeta經(jīng)Park變換輸出id、iq, id、iq值與給定值iqref、idref求誤差,進行PI調(diào)節(jié)后輸出Vsqref、Vsdref, Vsqref、Vsdref和轉(zhuǎn)子位置電氣角度θ經(jīng)過Park逆變換輸出Valpha、Vbeta,Valpha、Vbeta經(jīng)過Clarke逆變換輸出電機定子三相電壓Va、Vb、Vc值,三相電壓Va、Vb、Vc值作為PWM(脈寬調(diào)制)的比較值比較輸出PWM波形到逆變器然后驅(qū)動電機旋轉(zhuǎn)。
主電路圖
HIVERT-Y(T)VF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。由于IGBT耐壓所限,無法直接逆變輸出6KV、10KV,而因開關(guān)頻率高、均壓難度大等技術(shù)難題無法完成直接串聯(lián)。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。
電源疊加圖
單元串聯(lián)脈寬調(diào)制疊波輸出,三相輸出Y接,得到可變頻三相高壓電源,6kV系列每相6個單元,大大削弱了輸出諧波含量,輸出波形幾近**的正弦波驅(qū)動電機。下圖為6kV變頻器系列的電壓疊加示意圖。
功率單元
HIVERT-Y(T)VF系列產(chǎn)品具備100%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。逆變相位超前,功率單元將電能回饋給電網(wǎng),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。