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 回复:同步电机使用矢量变频器拖动有意义吗?

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远行的虎
至圣

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楼主    2015-12-29 16:52:06
主题:同步电机使用矢量变频器拖动有意义吗? 精华帖 

在以前的帖子中,经过各位大侠特别是K斑和兵斑的指教,我总算是弄明白了一些矢量调速的物理含义。但是又产生了新的疑问:既然矢量调速下外环是速度闭环,内环是电流闭环。那就应该说,当负载增加时,转速下降,此时输出电压增加以求恢复转速,同时内环限制电流不能过载。但是在同步电机的情况下,除非负载达到失步,其转速是与电压无关的,是否可以认为此时外环是起不到作用的,只有内环有作用,这岂不是可以认为用矢量变频器拖动同步电动机是没有意义的?或者说是一种浪费?

lxm650
至圣

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3楼    2015-12-31 13:49:33
精华帖  主题:回复:同步电机使用矢量变频器拖动有意义吗?

同步电机用矢量控制肯定是有意义的,不过还真不好怎么说明这个问题。如果负载是固定的,那么稳态下,定转子磁场角度是固定的,当负载变化时,他们之间的角度也是变化,这时候如果负载没超出电机的极限也不会失步,但转速却是波动的。这时候的矢量控制能精确的提供所需的转矩电流或(和)励磁电流(依据控制方式),以达到快速响应的目的。

你所说的是一种负载不变化的稳态情况,实际是不存在的。所以说以前的同步电机很多用在风机等负荷基本稳定或不快速变化的场合。

关键是要理解这一点:即便在不失步的情况下,负载波动会导致功角波动,因而转速波动。我以前也不理解,后来在处理一台发电机一次调频问题时,理解了这一点。

老兵veteran
至圣

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6楼    2015-12-31 21:17:22
精华帖  主题:回复:同步电机使用矢量变频器拖动有意义吗?
大胆回答就是了,说的多了,理就明了
天生不宜做胜利者,自来没有胜利的欲望,只是不甘失败,十分十分不甘心失败。木心
lxm650
至圣

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11楼    2016-01-01 13:06:26
精华帖  主题:回复:同步电机使用矢量变频器拖动有意义吗?

也可以控制啊,以永磁为例,定子电流可以分解成转矩电流和励磁电流,这样既可以控制用定子电流中的励磁分量削弱转子磁场,使总的磁场减弱,就实现的永磁同步电机的弱磁控制,有限制过大可能造成永久性退磁。也可以增强或保持不变。如果是电励磁的转子,定子或(和)转子都可以控制励磁。

矢量控制同步电机启动时一般要知道转子位置以识别转子磁场位置。

看雪001
至圣

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13楼    2016-01-01 16:12:10
精华帖  主题:回复:同步电机使用矢量变频器拖动有意义吗?

交流伺服电机也是同步电机,它的转子是永磁的,8极10极的比较多,一些资料把交流伺服电机叫做“直流无刷电机”。

交流伺服电机的转子轴上安装有编码器,可以反馈转子磁极的位置信息给伺服驱动器(矢量变频器),它也因此具有更宽的调速范围和更快的响应速度。比如高层电梯,既要有平滑的加速度,又要运行在高速下,还要能准确平层,它需要矢量控制。反而普通鼠笼异步电机,转子磁场是靠感生电流产生的,本身就没有“挖土机特性“,机械特性较软,即便是带有速度反馈,其矢量控制也很勉强。

大道至简,知易行难
liyubing11
游侠

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16楼    2016-01-01 18:23:16
精华帖  主题:回复:同步电机使用矢量变频器拖动有意义吗?

我的理解:

1。同步机矢量控制是控制速度可调同步机的方法。

1。对于恒速运行的同步机场合,的确使用具有调速能力的矢量控制是浪费,没有必要。

2。对于要求电机速度可调场合,必须使用具有调速能力的控制器,如矢量控制(西门子ML2,SM150)、直接转矩控制(ABB ASC6000)等。

3。楼主所说情况是调速电机在设定速度稳定情况下的状态,如负载突然变化,转速与设定值偏差,调节定子电流转矩分量,最终调节定子电压幅值,达到电机转矩变化,进而影响速度的目的。速度稳定后,定子电压也相对稳定。

liyubing11
游侠

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18楼    2016-01-01 19:42:42
精华帖  主题:回复:同步电机使用矢量变频器拖动有意义吗?

4。如电机正向速度设定值增加,速度偏差导致定子电流转矩方向分量增加,转矩增加,拖动转子更快旋转,相应的合成磁链矢量旋转更快,其位置=转子位置角+负载角,定子电流矢量旋转更快。映射到三项绕组上的变化更快。导致定子电流频率变化更快。

  同步机还要控制励磁电流来保证合成磁链幅值稳定,控制定子电流磁场分量来控制功率因数等等。  

要完成这些矢量控制是方法之一。


马小亮老师编写的书《高性能变频调速及其典型控制系统》,非常不错,建议看看。

liyubing11
游侠

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19楼    2016-01-01 19:59:33
精华帖  主题:回复:同步电机使用矢量变频器拖动有意义吗?

兵版您好,献丑了。只是用过一些。弱磁前,使用内功率因数控制,定子电流磁场分量基本为零。弱磁后使用外功率因数控制,电子电压与电流同向。附图一张,有助于大家讨论

老兵veteran
至圣

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21楼    2016-01-01 20:35:56
精华帖  主题:回复:同步电机使用矢量变频器拖动有意义吗?

分享一个链接吧,东北大学课件,说的比较明白,一起学习一下。

 同步电动机失量控制


天生不宜做胜利者,自来没有胜利的欲望,只是不甘失败,十分十分不甘心失败。木心
看雪001
至圣

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25楼    2016-01-01 22:05:01
精华帖  主题:回复:同步电机使用矢量变频器拖动有意义吗?

说说我在调试时遇到的一件事:有台离心式水泵,电机是2极的,变频器是丹佛斯的。我按照变频器说明书要求设置了电机功率和极数,一开始运行也没发现异常,过了半小时变频器就报警了。我用钳形表测量的电机电流在额定范围内,但变频器显示的电流却大了近乎一倍!(后来想想,变频器IGBT输出的是脉冲宽度调制的正弦波,用电感式钳形表测量和电阻测量得到的结果不一样)我复位报警后,按照提示做了一次参数自整定,再运行就正常了。

感觉变频器的矢量控制,对电机参数(类似转差率、转子回路等效电阻这些)采集比较复杂,不像伺服电机的磁极反馈,只需明确的知道转子磁极在什么位置,给定子绕组通一个正交转子磁场的电流就可以控制了。

兵版鼓励发言,不怕大家笑话,这次调试我还是第一次发现变频器有这么一个功能,就是自动找电机参数。估计是变频器给电机一组百分比电压、一组百分比频率,得到一组电流数据,间接获取转子感生电流产生的磁场位置,所谓矢量控制就是这个过程吧?

大道至简,知易行难
菲戈
至圣

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48楼    2016-01-09 13:57:00
精华帖  主题:回复:同步电机使用矢量变频器拖动有意义吗?w

看了这么多精彩发言,我也凑个热闹。

首先@lxm650 说的一样伺服电机当然包括同步伺服和异步伺服,下图为证。

其次同步或者是异步各有优势看应用吧。在我们数控机床上,同步电机用于主要用于直线进给轴,因为就@kdrjl 斑说的低速扭矩特性好进给轴主要需要的就是低速特性,异步电机主要用于需要高速旋转主轴(最高可以到20000转),如铣床铣削主轴,车床车头主轴,磨床磨头主轴。


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