近年來,隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)、新型電機控制理論和稀土永磁材料的快速發(fā)展,永磁同步電動機得以迅速的推廣應(yīng)用。與傳統(tǒng)的電勵磁同步電機相比,永磁同步電機,特別是稀土永磁同步電機具有損耗少、效率高、節(jié)電效果明顯的優(yōu)點。永磁同步電動機以永磁體提供勵磁,使電動機結(jié)構(gòu)較為簡單,降低了加工和裝配費用,且省去了容易出問題的集電環(huán)和電刷,提高了電動機運行的可靠性;又因無需勵磁電流,沒有勵磁損耗,提高了電動機的效率和功率密度,因而它是近幾年研究較多并在各個領(lǐng)域中應(yīng)用越來越廣泛的一種電動機。在節(jié)約能源和環(huán)境保護(hù)日益受到重視的今天,對其研究就顯得非常必要。
驅(qū)動器功率選擇
選擇永磁同步電機的適配驅(qū)動器功率時,主要看永磁同步電機的起動電流,此電流一般較額定電流高,驅(qū)動器的額定電流應(yīng)該大于或等于永磁同步電機的起動電流。永磁同步電機過載時可能產(chǎn)生10倍額定電流以上的失步電流,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過異步電機5-7倍的堵轉(zhuǎn)電流,而且開環(huán)控制時,驅(qū)動器無法作有效的轉(zhuǎn)矩限制保護(hù),因此必須由用戶自己負(fù)責(zé)保證負(fù)載不會過載,在不允許跳閘的場合驅(qū)動器功率選型要有足夠大的裕量;通用變頻器的開環(huán)自動轉(zhuǎn)矩限制和過壓限制功能都是針對異步電機的,很不適應(yīng)于永磁同步電機,在開環(huán)驅(qū)動永磁同步電機時要求將這些智能保護(hù)功能全部關(guān)閉。
變頻器的電機控制模式
變頻器開環(huán)控制時一般有VVCplus控制、無轉(zhuǎn)速反饋磁通矢量控制和V/F控制(標(biāo)量控制)等幾種控制模式,其中VVCplus控制和無轉(zhuǎn)速反饋磁通矢量控制都是針對異步電機的控制模式,不能用在同步電機控制上,因此只能使用V/F控制。安邦信變頻器的V/F控制模式,允許用戶自定義6點(頻率,電壓)點,應(yīng)用上有較大靈活性,特別適用于永磁同步電機開環(huán)控制。
1、永磁同步電機的機械特性也較硬,同樣的轉(zhuǎn)矩波動引起的角度(轉(zhuǎn)速)波動就比較小。
2、低頻時,提高起動電壓,主要考慮對定子和導(dǎo)線的電阻和漏感的電壓補償;
3、中低頻時,還有考慮人為增持以提高同步電機的開環(huán)運行性能;
4、高頻時,由于負(fù)責(zé)慣性的平抑作用,調(diào)整就比較簡單了,只要設(shè)置50Hz對應(yīng)380V就可以了。
1、由于凸極永磁同步電機的攻角特性比隱極永磁同步電機的要差,所以對于性能要求較高的應(yīng)用推薦使用隱極永磁同步電機。
2、對于隱極永磁同步電機
根據(jù)TM ∝ U?sinθ,可知隱極永磁同步電機的負(fù)載能力與輸入電壓成正比,因此提高變頻器的開環(huán)輸出電壓,能夠提高永磁同步電機的負(fù)載能力,防止失步。不過變頻器的開環(huán)輸出電壓如果提得太高,會使輸出電流功率因數(shù)降低,甚至導(dǎo)致勵磁電流過流,這就要求根據(jù)現(xiàn)場實際負(fù)載情況進(jìn)行調(diào)試。
3、開環(huán)控制時,轉(zhuǎn)矩波動引起的轉(zhuǎn)速波動。
從以上可得到比整步轉(zhuǎn)矩:∝ U?cosθ,因此可知,U較大時,永磁同步電機的機械特性也較硬,同樣的轉(zhuǎn)矩波動引起的角度(轉(zhuǎn)速)波動就比較小。
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