三相感应电动机驱动器使用单相逆变器和恒定的V / F的方法

Nitin高尔¹亚达夫,沙市²,希尔帕³

大学助理教授,EE称,基督教青年会科技、法里达巴德,印度
PG学生(PSD), EE称,基督教青年会科技大学法里达巴德,印度
PG学生(PSD), EE称,基督教青年会科技大学法里达巴德,印度

文摘

感应电机作为最常见的汽车在不同的应用程序。它是工业的主力。但是他们需要更复杂的方法控制,更昂贵的和更高的额定功率比直流转换器和永磁机。提出了控制的三相感应电动机使用单相逆变器和恒伏赫兹控制(V / F)和脉冲宽度调制方法。频率与流量成正比的V / f控制和电压成正比的速度似乎是最好的解决方案。脉宽调制提供了高质量的输出电压。单相逆变器输出给更好的饲料电动机上的感应电机不需要额外的组件也产生一个高起动转矩和速度脉动振幅降低。

关键字

PWM逆变器,伏特每赫兹,总谐波失真

介绍

在目前,在大多数的应用,交流机比在直流机由于其简单和最健壮的建设没有机械换向片[1]。感应电动机被广泛使用在许多住宅,商业,工业和实用的应用程序。这是因为汽车制造成本较低,速度范围宽、效率高、鲁棒性[2]。然而,感应电动机的使用也有其缺点,这些谎言主要在其困难的可控制性,由于其复杂的数学模型,其非线性行为在饱和效应和电参数振荡取决于温度的物理影响。感应电动机本质上是一个恒速电动机。旋转的速度是由同步速度。在许多工业应用广泛的电机转速的变化是必需的。这可以通过改变电动机的定子频率从而改变同步转速。因此,电动机控制是一个重要的[3]。有各种控制技术可用于感应电动机的速度控制,如改变定子极技术,转矩矢量控制和其他几个人。

在本文中,我们将使用一个V / f控制技术对三相感应电动机的控制。为此我们必须保持电压和频率比例常数。就需要增加速度控制单元的最大允许电流从而使他们的产品卖给更大范围的客户提供不同的需求例如控制泵和更强大的球迷,这是很重要的机器/电机中创建的损失最小化。AC驱动器,逆变器和可调频率驱动器的所有条款用于控制交流电机的速度。交流驱动器接收交流电源和将其转换为频率可调,可调电压输出控制电机运行。三种常见的逆变器的电流源逆变器(CSI),电压源逆变器(VSI),脉宽调制逆变器(PWM)。

二世。三相感应电动机的动态建模

让我们首先考虑定子电路。定子绕组的电阻Rs(实际上)等于在所有三个阶段。法律的感应,定子电压的部分不消散在定子电阻将建立一个定子绕组的通量。因此,对s定子电压空间矢量,必须持有以下关系

地点:

一些重要的聚相感应电动机的稳态性能特征包括电流的变化,速度,和损失负荷扭矩需求变化,开始和最大扭矩。可以用等效电路性能计算。所有的计算都可以使每基础上;总数量可以通过使用一个适当的乘数。

的等效电路(图1)是通常用于分析。核心的损失,其中大部分发生在定子,以及摩擦、风的年龄,和杂散负载损失包含在计算效率。给出了一个感应电动机的功率流图(图1.1),m1的定子相的数量,Φ1是V1和之间的功率因素角度I1,Φ2之间的功率因素角度E1和I2´, T是内部开发的电磁转矩,ωs同步角速度在机械弧度/秒,和ωm是实际的机械转子速度由ωs (1 - s)。瓦转移的总功率Pg气隙对面的定子之间的区别是电能输入π和定子铜损。Pg因此总转子输入功率,消散在每个阶段的电阻R2´/ s的总功率Pg在定子的气隙瓦转移的区别是电能输入π和定子铜损。Pg因此总转子输入功率,消散在每个阶段的电阻R2´/ s

其中T是内部开发的电磁转矩机,和ωs同步角速度机械弧度每秒。减去总转子铜损,m1 (I2)¯害怕害怕一个½¯½R2的=抢断从Pg (Eq。1.1),我们得到了内部开发的机械功率:

机械功率和部分吸收了这么多功率电阻R的2 (1)/ s,它对应于负载。从(Eq。2.2),我们可以看到,总功率传递给转子,分数(1)转换S和转子铜损消散。我们可以得出结论说,一个感应电动机工作在高滑移值将是低效的。总转动损失包括核心损失可以从点减去获得机械功率输出阿宝可用机械轴的形式有用的工作

三世。三相感应电动机的速度控制

rad / s的角速度感应交流电机机械速度是由:

ωsωm = (1−(s)

研究不同控制技术:

电压控制、频率控制、矢量控制、改变定子磁极、转子电阻、双馈电机虽然各种感应电动机控制技术目前在实践中,最流行的控制技术是通过生成变频电源,恒压比频率比。这种技术通常被称为V / F控制[4]。在这种技术开发的扭矩感应电动机直接与V / F比率成正比。如果我们改变电压和频率,保持他们的比例不变,那么感应电动机产生的转矩将保持恒定的速度范围。图2所示。显示的高频矩特征与V / F控制感应电动机。电压和频率达到最大值底部速度[5]。我们可以驱动感应电动机在基本速度。但通过这样做只是频率不同而不是电压。因此V / F的比例将不再保持不变。自感应电动机的转矩由成正比的V / F比值不会整个速度保持不变。 Power electronic circuits are best suited for this kind of control.

四、控制和仿真结果

答:系统概述

三相感应电动机的基本块示意图见图3。它有4离散PWM脉冲发生器,单相逆变器。在拟议的工作使用IGBT单相桥逆变器的设计。IGBT开关使用,因为他们有高开关频率[2]。离散傅里叶是用来计算大小和相位的基本面。在这个扭曲的电流波形转换成等价的谐波分量。通过它,我们可以找出近似。逆变器的输出是观察三相感应电动机速度控制模型。创建第三阶段添加一个电容器在一系列二期。

b .电源电路设计

大多数汽车都旨在为正弦波交流电供给和逆变器的输出应尽可能接近正弦。因此最好选择控制波正弦形状给正弦脉冲宽度调制的PWM模式在整个周期的一半。获得平衡输出电压PWM发生器,三角电压波形与正弦控制电压.Output离散PWM发生器作为IGBT的栅极脉冲桥。

最常用的单相逆变器电路由两条腿,一个用于每个阶段,所示(图7)。每条腿的输出,例如范(对负直流总线),只取决于Vd和开关状态输出负载电流的输出电压是独立以来的两个开关在一条腿总是在任何瞬间。这里,忽略了实际电路中所需消隐时间通过假设理想的开关。因此,逆变器输出电压负载电流的方向无关。

图8所示。仿真结果的感应电机启动

仿真结果显示高起动转矩产生速度控制与其他方法相比,还PWM逆变器减少速度脉动

V.CONCLUSION

三相感应电动机控制通过使用单相逆变器非常经济。从“伏控制”转向“频率控制(伏/赫兹)”方法可以实现感应电机提供电流的增加,从而减少热量在附件里面。三相输出给更好的饲料感应电机马达不需要额外的组件。已经观察到三相PWM逆变器的输出将减少速度脉动和产生更高的起动转矩。通过使用单相逆变器三相逆变器,降低了IGBT的总量,降低整个系统的成本。会有不需要手动调整每个单元,但技术共谋是朝着错误的方向发展

引用

Rodolfo Echavada,塞尔吉奥•奥尔塔Marc0奥利弗,”三相电机驱动器使用IGBTA¢年代和恒速度V / F控制与监管”,IEEE, 0 - 7803 - 3071 - 1995 4/95
大学生Rashidi”,无传感器速度控制的感应电动机驱动器使用健壮的和基于自适应neuro-fuzzzy智能控制器”,IEEE工业技术国际会议(ICIT), 2004年,页617 - 627。
J。B Gupta,理论和电机的性能,”栏目kataria和儿子
骨。Trupti Deoram Tembhekar”不断的v / f开环和闭环速度控制的三相感应电动机驱动器
Muhammad.H。拉希德,“权力electronicscircuits.devices和应用程序”,普伦蒂斯霍尔;3版(2003年8月14日)。
Mohan N, Undeland, t·m·罗宾斯,w . P。,“Power Electronics”, John Wiley & Sons Inc., USA, (2003)
Ned汉,撕m . Undelad威廉·p·罗宾斯,1995年,“电力电子转换器、应用程序和设计”,威利,纽约
Nisit K . DE Prashanta K。森“电动车驱动”Asoke k Ghose用Prentice Hall印度私人有限。
硕士Aspalli,亚莎。R, pv Hunagund“三相感应电动机驱动器使用igbt和持久不变的v / f法”国际先进研究期刊》的研究电气、电子、仪表工程1卷,问题5页。2012年11月230 - 235。
希尔帕诉Kailaswar R.A.教授Keswani“三相感应电动机的速度控制V / f方法配料运动系统”工程研究和应用的国际期刊(IJERA)”3卷,问题2,pp.1732 - 1736。2013年3月4月
阿尔弗雷多·托马斯·A .脂肪和唐纳德·w·Novotny”一种新的感应电动机V / f控制方法的能力高,低速性能规定,“IEEE反式。工业应用中,34卷,页。536 - 540年7月4日/ 1998年8月