盈进自动化杯擂台第1期——变频器和直流调速你认为哪个好? 点击:5748 | 回复:140



老菜鸟

    
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发表于:2010-10-27 23:52:35
楼主
讨论主题:变频器和直流调速你认为哪个好?

       要求:针对变频器和直流调速的优缺点进行比较,涉及的范围可以包括原理、性能、价格、性价比、适用场合、稳定性、故障率等等方面来进行讨论。

       参与方式:采取跟帖的方式参与。

       评奖规则:由活动组织者评奖,并进行公开公布告示,优胜奖重点考虑在讨论中结合易驱变频器、东元变频器、安川变频器、永宏PLC的使用进行阐述的活动参与者。

       活动结贴:每个月末出新一期擂台,每月初负责结贴。

       奖项设置:每期设优胜奖一名,奖励300元人民币,鼓励奖四名,奖励50元人民币,每12期获得本活动奖励总额第一名(出现相同情况则看谁首先获得该年度活动优胜奖)者获选年度技术专家,获得1000元人民币奖励。

       活动发奖:每月头5个工作日发放上月活动奖励,获奖选手需提供农业银行转帐卡号以便发奖。

                                     

上海盈进自动化专业变频器维修:, 专业维修安川、富士、三菱、欧姆龙、三垦、明电舍、松下、日立、东元、台安、台达、士林、正频、爱德利、三基、普传、西门子、伦茨、科比、SEW、米高、三星、西威、施耐德、欧陆、CT、AB、ABB、通用、瓦萨、丹佛斯、PDL、华为、海利普、易驱、安邦信、泓筌、英威腾、正弦、力普、格立特等国内外各大品牌变频器、各种PLC、各种品牌伺服驱动器、欧陆590直流控制器。

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维修流程:
1.根据客户的故障描述,分析判断该变频器的可修性;
2.客户寄/送到我公司待检;
3.工程师具体检测故障点,分析原因,给出处理建议;
4.出具检测报告书给客户,报告中附有故障点,处理方法,维修价格,所需时间;
5.征询客户意见,等待客户确认,同意则进行维修,不同意则原机返回;
6.工程师进行故障排除,维修OK,带电机测试;
7.客户付款;
8.交付客户使用;
9.良好的质量跟踪服务。
上海盈进自动化设备有限公司
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发表于:2010-11-18 20:36:01
61楼

他励直流调速方法:改变电枢电路外串电阻R􀂉改变电动机电枢供电电压U􀂉改变电枢主磁通Φ

 

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发表于:2010-11-18 20:41:38
62楼

机电控制系统调速方案的选择,主要是根据生产机械对调速系统提出的调速技术指标来决定。技术指标有静态指标和动态指标.

(稳态性能指标------调速范围D 调速范围是指系统在额定负载时电机的最高转速与最低转速之比。D =nmax/nmin1、静态指标(稳态性能指标)静差度S 静差度指电动机在某一转速下运行时,负载由理想空载增加到额定值时所对应的转速降Δn与理想空载转速n0之比;又S=Δn/n0.

 

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发表于:2010-11-18 20:42:19
63楼
随性能指标当给定信号的变化方式不同时,输出响应也不同。2、动态指标(1)上升时间tr(2)超调量σ(3)调节时间ts

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发表于:2010-11-18 20:43:06
64楼
抗扰性能指标(1)(1)动态降落ΔΔCCmaxmax%%(2)(2)恢复时间ttvv

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发表于:2010-11-18 20:43:34
65楼
(1) 动态降落ΔCmax%系统稳定运行时,突加一定数值的阶跃扰动(例如额定负载扰动)后所引起的输出量最大降落,用原稳态值C∞l的百分数表示。(2)恢复时间tv从阶跃扰动作用开始,到输出量恢复到与新稳态值C∞2之差进入某基准量Cb的±5%(或±2%)范围之内所需的时间,定义为恢复时间tv。其中Cb称为抗扰指标中输出量的基准值,视具体情况选定。

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发表于:2010-11-18 20:44:42
66楼
SCR直流调速-----一、具有转速负反馈的单闭环调速系统二、无静差转速负反馈的单闭环调速系统三、转速电流双闭环调速系统

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发表于:2010-11-18 20:47:02
67楼
在给定电压一定时闭环系统所需的给定电压要比开环系统高(11++KK))倍,有利于减小给定误差对转速的影响。但是,若突然失去转速负反馈,就可能造成严重事故。在相同负载条件下在同一负载电流下,闭环系统的转速降仅为开环系统转速降的1/(1+K)倍,从而大大提高了机械特性的硬度,使系统的静差度减少。

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发表于:2010-11-18 20:49:16
68楼
在最大运行转速nnom和低速时的最大允许静差度S不变的情况下,闭环系统的调速范围是开环系统的(1+KK))倍。提高系统的开环放大倍数K是减小静态转速降落、扩大调速范围的有效措施。但是放大倍数也不能过分增大,否则系统容易产生不稳定现象。对一般要求不高的调速系统,常常在系统中加入电流截止负反馈环节以限制启动和运行中的过电流。但是这种电路,由于转速反馈信号和电流反馈都加在一个调节器的输入端,这两个反馈信号互相牵制,使系统动、静态特性不够理想。对于高性能的调速系统,如要求快速启动、制动,动态速降要小等,通常就采用了转速、电流双闭环系统。

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发表于:2010-11-18 20:51:14
69楼
在转速单闭环系统中,电网电压波动的干扰,必将引起转速的变化,然后通过速度调节器来调整转速以达到抗扰的目的。由于机械惯性,这个调节过程显得比较迟钝。但在双闭环系统中,由于电网电压干扰出现在电流环内,当电网电压的波动引起电枢电流Id变化时,这个变化立即可以通过电流反馈环节使电流环产生对电网电压波动的抑制作用。由于这是一个电磁调节过程,其调节时间比机械转速调节时间短得多,所以双环系统对电网电压干扰的抑制比单环系统快得多,甚至可以在转速n尚未显著变化以前就被抑制了。1)转速调节器ASR的作用(1)使转速n跟随给定电压Un*变化,保证转速稳态无静差;(2)对负载变化起抗扰作用;(3)其输出限幅值Uim*决定电枢主回路的最大允许电流值Idm。2)电流调节器ACR的作用(1)对电网电压波动起及时抗扰的作用;(2)启动时保证获得允许的最大电流Idm;(3)在转速调节过程中,使电枢电流跟随其给定电压值Ui*变化;(4)当电机过载甚至堵转时,即有很大的负载干扰时,可以限制电枢电流的最大值,从而起到快速的过流安全保护作用;如果故障消失,系统能自动恢复正常工作。

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发表于:2010-11-18 20:52:12
70楼

直流脉宽调制(PWM)调速系统

利用全控型功率器件的开关特性来调制固定电压的直流电源,按一个固定的频率来接通和断开,并根据需要改变一个周期内“接通”与“断开”时间的长短,改变直流电动机电枢上电压的“占空比”来改变平均电压的大小,从而控制电动机的转速。因此,这种装置又称为“开关驱动装置”。
PWM系统在很多方面具有较大的优越性:
①主电路线路简单,需用的功率元件少;
②开关频率高,电流容易连续,谐波少,电机损耗和发热都较小;
③低速性能好,稳速精度高,调速范围宽;
④系统频带宽,快速响应性能好,动态抗干扰能力强;
⑤主电路元件工作在开关状态,导通损耗小,装置效率高;
⑥直流电源采用不控三相整流时,电网功率因数高。

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发表于:2010-11-18 20:55:59
71楼

PWM驱动装置的控制结构可分为两大部分:从主电源将能量传递给电动机的电路称为功率转换电路;其余部分称为控制电路。控制电路通常由恒频率波形发生器、脉冲宽度调制电路、脉冲分配与驱动电路、保护电路等基本电路组成。

脉宽调制变换不可逆PWMPWM变换器(有制动作用和无制动作用)可逆PWMPWM变换器(H型和T型);又H型:双极式,单极式,受限单极式

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发表于:2010-11-18 20:56:35
72楼
PWM波形的电压信号的产生、分配则是PWM变换器控制电路的功能,控制电路主要包括脉冲宽度调制控制器UPW、调制波发生器GM、逻辑延时环节DLD和电力电子器件的驱动保护电路GD。

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发表于:2010-11-18 20:58:31
73楼

脉宽调速系统的问题----泵升电压问题,开关频率的选择

(1)开关频率应当足够高,使电动机的电抗在选定频率下尽量大,这样才能将电枢电流的脉动量限制到希望的最小值内,确保电流连续,降低电动机附加损耗。(2)开关频率应高于调速系统的最高工作频率(通频带)。这样,PWM变换器的延迟时间T(=1/f)对系统动态性能的影响可以忽略不计。(3)开关频率还应当高于系统中所有回路的谐振频率,防止引起共振。(4)开关频率的上限受电力电子器件的开关损耗和开关时间的限制。

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发表于:2010-11-18 21:09:17
74楼
直流调速,就是先把交流电整形为直流,然后通过可控的逆变器变回交流,特点是调速的范围大,但由于整形,逆变都会有一个转换效率的问题。

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发表于:2010-11-18 21:12:27
75楼

变频器实际上就是一个逆变器.它首先是将交流电变为直流电.然后用电子元件对直流电进行开关.变为交流电.一般功率较大的变频器用可控硅.并设一个可调频率的装置.使频率在一定范围内可调.用来控制电机的转数.使转数在一定的范围内可调

一般分为整流电路、平波电路、控制电路、逆变电路等几大部分。
1. 整流电路
整流电路的功能是把交流电源转换成直流电源。整流电路一般都是单独的一块整流模块.
2. 平波电路
平波电路在整流器、整流后的直流电压中含有电源6倍频率脉动电压,此外逆变器产生的脉动电流也使直流电压变动,为了抑制电压波动采用电感和电容吸收脉动电压(电流),一般通用变频器电源的直流部分对主电路而言有余量,故省去电感而采用简单电容滤波平波电路。
3. 控制电路
现在变频调速器基本系用16位、32位单片机或DSP为控制核心,从而实现全数字化控制。
变频器是输出电压和频率可调的调速装置。提供控制信号的回路称为主控制电路,控制电路由以下电路构成:频率、电压的“运算电路”,主电路的“电压、电流检测电路”,电动机的“速度检测电路”。运算电路的控制信号送至“驱动电路”以及逆变器和电动机的“保护电路
变频器采取的控制方式,即速度控制、转拒控制、PID或其它方式
4 逆变电路
逆变电路同整流电路相反,逆变电路是将直流电压变换为所要频率的交流电压,以所确定的时间使上桥、下桥的功率开关器件导通和关断。从而可以在输出端U、V、W三相上得到相位互差120°电角度的三相交流电压。

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发表于:2010-11-18 21:15:22
76楼

大功率的多为交交,小功率多为交直交。主流核心主流控制思想是矢量控制,直接转矩控制

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发表于:2010-11-18 21:18:09
77楼

将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量 (励磁电流) 和产生转矩的电流分量 (转矩电流) 分别加以控制,并同时控制两分量间的幅值和相位,即控制定子电流矢量,所以称这种控制方式称为矢量控制方式。简单的说,矢量控制就是将磁链与转矩解耦,有利于分别设计两者的调节器,以实现对交流电机的高性能调速。矢量控制方式又有基于转差频率控制的矢量控制方式、无速度传感器矢量控制方式和有速度传感器的矢量控制方式等。这样就可以将一台三相异步电机等效为直流电机来控制,因而获得与直流调速系统同样的静、动态性能。矢量控制算法已被广泛地应用在siemens,AB,GE,Fuji等国际化大公司变频器上。

采用矢量控制方式的通用变频器不仅可在调速范围上与直流电动机相匹配,而且可以控制异步电动机产生的转矩。由于矢量控制方式所依据的是准确的被控异步电动机的参数,有的通用变频器在使用时需要准确地输入异步电动机的参数,有的通用变频器需要使用速度传感器和编码器。鉴于电机参数有可能发生变化,会影响变频器对电机的控制性能,目前矢量控制通用变频器中已经具备异步电动机参数自动检测、自动辨识、自适应功能,带有这种功能的通用变频器在驱动异步电动机进行正常运转之前可以自动地对异步电动机的参数进行辨识,并根据辨识结果调整控制算法中的有关参数,从而对普通的异步电动机进行有效的矢量控制。

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发表于:2010-11-18 21:18:47
78楼
首先通过电机的等效电路来得出一些磁链方程,包括定子磁链,气隙磁链,转子磁链,其中气息磁链是连接定子和转子的.一般的感应电机转子电流不易测量,所以通过气息来中转,把它变成定子电流.   然后,有一些坐标变换,首先通过3/2变换,变成静止的d-q坐标,然后通过前面的磁链方程产生的单位矢量来得到旋转坐标下的类似于直流机的转矩电流分量和磁场电流分量,这样就实现了解耦控制,加快了系统的响应速度.   最后再经过2/3变换,产生三相交流电去控制电机

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发表于:2010-11-18 21:24:13
79楼

直接转矩控制(Direct Torque Control——DTC),国外的原文有的也称为Direct self-control——DSC,直译为直接自控制,这种“直接自控制”的思想以转矩为中心来进行综合控制,不仅控制转矩,也用于磁链量的控制和磁链自控制。直接转矩控制与矢量控制的区别是,它不是通过控制电流、磁链等量间接控制转矩,而是把转矩直接作为被控量控制,其实质是用空间矢量的分析方法,以定子磁场定向方式,对定子磁链和电磁转矩进行直接控制的。

直接转矩控制的特征是控制定子磁链,是直接在定子静止坐标系下,以空间矢量概念,通过检测到的定子电压、电流,直接在定子坐标系下计算与控制电动机的磁链和转矩,获得转矩的高动态性能。它不需要将交流电动机化成等效直流电动机,因而省去了矢量变换中的许多复杂计算,它也不需要模仿直流电动机的控制,从而也不需要为解耦而简化交流电动机的数学模型,而只需关心电磁转矩的大小,因此控制上对除定子电阻外的所有电机参数变化鲁棒性良好,所引入的定子磁链观测器能很容易得到磁链模型,并方便地估算出同步速度信息,同时也很容易得到转矩模型,磁链模型和转矩模型就构成了完整的电动机模型,因而能方便地实现无速度传感器控制,如果在系统中再设置转速调节器,即可进一步得到高性能动态转矩控制了。最初提出的直接自控制理论,主要在高压、大功率且开关频率较低的逆变器控制中广泛应用

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发表于:2010-11-18 21:34:19
80楼

ABB是代表,三菱、日立也有其类似产品。

完成基于同等的设备运行要求,直流调速需要设置有关的技术参数似乎比交流变频调试参数要多些;对习惯于交流调速系统的用户调试运行技术参数有时的确不太容易。一般的,交流电动机要比直流电动机便宜,维护也方便;多数对调速要求不太高的情形下用交流变频调速基本就满足要求。直流调速精度高些,但总体解决方案价格要上升。


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