回复:异步电机在矢量控制中如何通过电机铭牌计算出其额定励磁电流

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yming

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发布于 2023-07-23 14:22:57

24楼

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以下是引用芝士就是力量在2023-07-23 09:51:05的发言 >16楼

自动控制下自动调节励磁电流我自然明白

但是也得是弱磁区开始降励磁电流 而不应该在恒转矩区降低励磁电流  恒转矩区降低励磁电流对于动态特性要求不高 需要节能的场合固然好

但是对于低速大扭矩甚至低速额定扭矩的场合肯定是不合适的

所以我才说变频器使能后零速时应该输出额定励磁电流  除非通过参数特殊设置降低励磁电流

以下是引用kdrjl在2023-07-23 09:36:16的发言 >15楼:不明白吧?其实闭环...

引用15楼详细内容:

不明白吧?其实闭环自动控制还是很奇妙的。所以自动是因为闭环控制。比如,直流的电势调节器,假如没有电势调节器,那么直流电机控制的励磁和电枢就真的没关系了。所以,有了电势调节器,设定一个恒定电势,直流电机在额定转速以前,就是电势不变的,励磁电流恒定。当直流电机的转速超过了直流电机额定转速,电机电势上升,电势调节器输出减小,使直流电机的励磁电流减小。实现直流电机自动弱磁升速。而电机始终保持恒额定电势。这个过程可以借鉴和类推到交流异步电机的效率优化。


交流异步电机要保持一个额定高效率不变,也是可以在控制系统里闭环控制的哟。所以,提高电机效率,引入相关的电机物理量,作为闭环自动控制。减小励磁电流可以通过闭环调节器自动完成。无需人为的干预。只是它无法实现高动态特性,稳态时起作用。


个见,仅供参考。

以下是引用芝士就是力量在2023-07-23 05:46:33的发言 >10楼:VF模式↓如果没有...

引用10楼详细内容:

VF模式↓如果没有电压提升零速励磁电流为0这个是没什么悬念的 这个我觉得没啥讨论的意义

但是要说矢量模式下零速的励磁电流是控制器优化后的励磁电流我不太认同  因为类似这种“节能”模式 应该是默认被关闭的  否则在提升类负载下零速如何快速响应负载变化输出满转矩 显然只有使能后直接快速给出额定励磁才能做到 只有在长期轻载 注重节能 降低电机噪音的场合才通过参数开启降低励磁电流的功能

所以 那么变频器究竟是如何计算出电机矢量模式下额定励磁电流又是如何计算出在“节能”模式下当前需要多少励磁电流呢

以下是引用yming在2023-07-22 19:47:07的发言 >7楼:计算出来的励磁电...

引用7楼详细内容:

计算出来的励磁电流指的是电机的标称额定励磁电流。

而实际的励磁电流是由变频器控制的。

若电机轴空载(转矩电流等于零)时,仅有很少的电机损耗(有功转矩);此时的视在电流可以约等于励磁电流。

你可以据此观察变频器输出电压和频率点的励磁电流。

当使用V/f模式,1310、1311、1312均为零时,变频器的输出是线性的V/f。此时零频率的输出电压=0,励磁电流=0;电机是无任何转矩可用的。(无法启动)

因此,需要一定的电压输出给出励磁电流。这就是P1310连续电压提升(默认50%额定电流)。

这个电压是多少呢?就是根据之前的静态电压辨识,(变频器输出较低电压,测量输出电流,根据欧姆定律算出定子绕组的电阻。继而根据你输入的额定电流的50%;算出电压。大约几十伏。)此数值加在V/f线性公式上即可。

以此达成,零速时有50%额定电流,随着输出频率、电压线性提高,这几十伏电压相对占比即越来越小。(可见,不同的输出频率是相对变化的。)

即便这样,加速时,一成不变的励磁电流,对于急加速是不够的(表现为加速没劲,太慢。)因此,可以提高1311加速电压提升。当你每次给定变化(包括启动)时,这一项将加入到电压输出中,可以使直到实际给定斜坡结束的过程中,电机转矩输出比较有力。

最后,即便如此,启动过程的初始,仍要克服静摩擦转矩(尤其是新设备,磨合期润滑,往往静摩擦力是很大的;如同列车起步。)又设置了参数1312启动电压提升。它会在首次启动时,加载到输出电压,获得强力启动转矩。

由上可知,整个实际控制励磁电流考虑的是多方面的。不像直流电机那么简单的它励。

这些就是西门子的V/f 标准驱动(P0096=1)

在矢量控制(动态控制模式 P0096=2)中,它是根据实际转矩(负载状态)给出励磁,以满足实际应用的需要。从前主要的控制针对的是应用、响应等等;使用者特别明显能感受到:电机电流减小了许多,也不热了。当今在“碳中和”概念下,又加入了“节能”的功能,更进一步降低了励磁电流存在时间。

可以看出:对于当代的驱动工程师要求还是挺高的。



以下是引用芝士就是力量在2023-07-22 17:43:20的发言 >5楼:我发现按照公式算...

引用5楼详细内容:

我发现按照公式算出来的励磁电流与变频器实际输出的相差很大  这是为什么

以下是引用yming在2023-07-22 17:19:51的发言 >2楼:第一个额定励磁...

引用2楼详细内容:

第一个额定励磁电流:不需要你去算。当输入了额定电流和功率因数Cos(Fi)后,变频器自己就会计算的。

额定转矩电流是:额定电流 x Cos(Fi);那么,额定励磁电流=额定电流 x Sin(Fi)

不过,这个额定励磁电流并不是实际应用值,是个参考值。

当较低频率输出时,该值相对太小,电机转矩输出不足。需要提升电压,获得更大的励磁/转矩电流。

而当实际负载较小时,额定励磁电流相对过大了,完全是浪费电能。

所以,西门子当代的变频器是根据实际情况提供励磁电压/电流。


第二个电机铭牌标注不正规。恐怕是属于定制生产的。

但是,通常国内这种电机,随电机有一份出厂检验单。每一台电机都有这台的数据

并不是这样的。即便是直流调速,也可以在恒转矩区,通过减小励磁电流提高转速的。

而在变频器装置上,则是可以通过输出频率和输出电压(间接控制电流)两个变量来调节电机特性的。这是两者之间的差异。

即:保持频率提高电压或保持电压降低频率来提高转矩;反之亦然。

因此,在矢量模式下,两者均会交替使用,它是动态的。你将看到,输出频率与输出电压均在快速变化;以达到实际转矩应用的平衡要求。这种变化由于机械惯量和电机电感的存在,设备传动的宏观上是感受不到的。

正是基于此,西门子变频器对于励磁分量是有控制的。


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