交流变频调速的机械特性曲线 点击:9241 | 回复:89



李银午

    
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发表于:2011-02-13 18:53:53
楼主

本人用电脑对变频器一步步计算,画出变频器驱动电机的机械特性曲线到底如何。现在把变频器驱动交流电机整个变频调速过程中的机械特性曲线从2.5Hz到50Hz,每变化2.5Hz一条曲线上传。

变频器输出频率2.5Hz,输出电压11V时的机械特性曲线如下:

y轴为合成转矩为各次谐波分量产生的转矩总和,在电机启动时那个负的转矩尖脉冲本人分析是由于高次谐波分量造成的。



李银午

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发表于:2011-02-15 10:16:32
21楼
引用刘志斌 的回复内容:

引用李银午 的回复内容:……用的各次谐波的转差率公式,如二次谐波,如果极对数为2的电机的转速是750RPM,那么对于工频转差率0.5,计算二次谐波机械特性时,转差率=(3000-750)/3000=0.7、……

 


 

1、先画出工频机械特性曲线;

2、纵坐标Y为转子转速n2,这样n1到n2级为转差;

3、横轴坐标为转矩,这样就与一般机械曲线表示方法一致;

4、计算时注意先确定转差零点、额定转差、临界转差、零速转差对应的转矩点;

5、注意各个频率、电压下的机械特性曲线是平行的;

6、与工频特性曲线相比,高转差段依次被截去,直到只剩余稳定区段、额定转矩段、到零点!





刘老师说的机械特性曲线横坐标的单位问题,我想以转速,转差或转差率为单位,好像对应曲线的形状都没啥关系。实际上我也不是直接以转差率标注的,因为用电子文档我还没有办法直接用转差率标注,只好用1-4000来表示。也可以用转差来换算了你比如1可以表示为转差率为0,也可以表示为转差为0,4000可以表示为转差率为1.同样也可以表示为转差为同步转速。因为对于变频器的每一输出频率来说,我所做的机械特性曲线是各做各的。

李银午

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发表于:2011-02-15 10:20:52
22楼
另外更正一下,18楼的“变频器输出频率5Hz,输出电压22V时的机械特性曲线如下:”应为“变频器输出频率7.5Hz,输出电压33V时的机械特性曲线如下:”

李银午

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发表于:2011-02-15 10:27:53
23楼
引用刘志斌 的回复内容:7、你如果能做出各个频率段,SPWM波的平均电压正弦波形的能量与SPWM波的能量比,即效率,最好!

这个当然可以,如果我做的机械特性曲线没啥问题的话,效率曲线是顺便,我想以后一定会做的,关键是机械特性曲线要做对

刘志斌

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发表于:2011-02-15 11:28:48
24楼
引用李银午 的回复内容:引用刘志斌 的回复内容:

……刘老师说的机械特性曲线横坐标的单位问题,我想以转速,转差或转差率为单位,好像对应曲线的形状都没啥关系。……


1、你要明白,额定转差,就是额定转矩,变频变压时这个不变(会小一点);

2、临界转差就是电机最大转矩,变频变压时这个不变(会小一点);

3、这是个很重要的观点,就是他们说得矢量控制的观点,矢量控制就是转差控制,你会很快在计算时得到甜头!

刘志斌

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发表于:2011-02-15 11:34:19
25楼
4、就是说只要工频50HZ的机械特性曲线有了,其它频率的机械特性曲线,就是它的低转差段,或者说是依次截去高转差段;

李银午

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发表于:2011-02-15 12:05:24
26楼
引用刘志斌 的回复内容:引用李银午 的回复内容:引用刘志斌 的回复内容:

……刘老师说的机械特性曲线横坐标的单位问题,我想以转速,转差或转差率为单位,好像对应曲线的形状都没啥关系。……

 


 

1、你要明白,额定转差,就是额定转矩,变频变压时这个不变(会小一点);

2、临界转差就是电机最大转矩,变频变压时这个不变(会小一点);

3、这是个很重要的观点,就是他们说得矢量控制的观点,矢量控制就是转差控制,你会很快在计算时得到甜头!



矢量控制变频器知道个大概,它是想努力效仿直流电机的控制方式来控制交流电机的转速,详细的理论没有系统过,因为我上班时用矢量控制的变频器用的少,不说它。

我顺便请教刘老师:

关于交流电机的等效电路参数问题,R1和R2‘毫无疑问,在不同的频率输出下不变。而那个漏感抗:X1和X2‘,假如都为0.02欧,问题是当不同的变频器输出频率时,它们是否不变,还是变化的,如25Hz时应该是0.01欧还是任然为0.02欧呢?请教刘老师。

李银午

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发表于:2011-02-15 12:11:33
27楼

引用刘志斌 的回复内容:4、就是说只要工频50HZ的机械特性曲线有了,其它频率的机械特性曲线,就是它的低转差段,或者说是依次截去高转差段;


刘老师讲的意思我到明白,就是做一条就够了,其它的,就是在把横轴截成若干段,就是了。

研究研究。



刘志斌

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发表于:2011-02-15 12:15:01
28楼
引用李银午 的回复内容:

……关于交流电机的等效电路参数问题,R1和R2‘毫无疑问,在不同的频率输出下不变。而那个漏感抗:X1和X2‘,假如都为0.02欧,问题是当不同的变频器输出频率时,它们是否不变,还是变化的,如25Hz时应该是0.01欧还是任然为0.02欧呢?请教刘老师。


1、电抗都是与频率相关的量;

2、所以变频下降时,漏感抗:X1和X2是变化的,而且是减小的!

刘志斌

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发表于:2011-02-15 12:24:14
29楼
引用李银午 的回复内容:

……刘老师讲的意思我到明白,就是做一条就够了,其它的,就是在把横轴截成若干段,就是了。……

 


 

1、还是计算一下,可以相互印证,做到有目的的进行,而且进一步理解转差转矩矢量控制;

2、转差转矩矢量控制我的发现,恰恰与他们的转差控制与矢量控制不同的观点相反,本人认为转差控制才是矢量控制,没有转差控制的矢量控制是个笑话;

3、“转差与转矩成正比”是我理论的根基

李银午

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发表于:2011-02-15 12:38:23
30楼
引用刘志斌 的回复内容:引用李银午 的回复内容:

……关于交流电机的等效电路参数问题,R1和R2‘毫无疑问,在不同的频率输出下不变。而那个漏感抗:X1和X2‘,假如都为0.02欧,问题是当不同的变频器输出频率时,它们是否不变,还是变化的,如25Hz时应该是0.01欧还是任然为0.02欧呢?请教刘老师。

 


 

1、电抗都是与频率相关的量;

2、所以变频下降时,漏感抗:X1和X2是变化的,而且是减小的!



我也这么认为,可先前计算时或略了这个问题现在把前面的曲线考虑上这个问题,和前面的曲线比较一下。

李银午

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发表于:2011-02-15 12:52:25
31楼
变频器输出频率2.5Hz,输出电压11V时的机械特性曲线如下:

变频器输出频率5Hz,输出电压22V时的机械特性曲线如下:
变频器输出频率7.5Hz,输出电压33V时的机械特性曲线如下:

以上是考虑了交流电机的漏抗随变频器输出频率变化而变化的机械特性曲线,请和我前面发表的三条机械特性曲线比较,看哪三条更能反映实际。

刘志斌

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发表于:2011-02-15 15:17:34
32楼

引用李银午 的回复内容:

……以上是考虑了交流电机的漏抗随变频器输出频率变化而变化的机械特性曲线,请和我前面发表的三条机械特性曲线比较,看哪三条更能反映实际。


1、机械特性曲线与电机参数相关,是针对具体电机而言的!

2、你在计算时,是否针对具体电机参数,如果不是就存在问题;

3、1、2图纵坐标比例不一致,横坐标比例一致,频率不同时曲线的右端点有长有短,不是现在的样子;

4、比起前边的有进步!

chenzaichang

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发表于:2011-02-15 15:50:38
33楼
高手过招有点晕!!!!

李银午

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发表于:2011-02-15 15:57:43
34楼
引用刘志斌 的回复内容:

引用李银午 的回复内容:

……以上是考虑了交流电机的漏抗随变频器输出频率变化而变化的机械特性曲线,请和我前面发表的三条机械特性曲线比较,看哪三条更能反映实际。


 

1、机械特性曲线与电机参数相关,是针对具体电机而言的!

2、你在计算时,是否针对具体电机参数,如果不是就存在问题;

3、1、2图纵坐标比例不一致,横坐标比例一致,频率不同时曲线的右端点有长有短,不是现在的样子;

4、比起前边的有进步!



是针对具体电机参数,但不一定是实际电机参数,是假定电机参数,可以随时输入,当然知道电机的具体实际参数更好,输入便可计算出机械特性曲线。

具体1,2图纵坐标比例问题不是又认为而定,而是又电子文档计算自动显示的。

频率不同曲线右端的负转矩也是计算机算出的,谐波负序分量造成的,这样输出频率低时,电机启动困难,不知是不是这个原因。

李银午

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发表于:2011-02-16 08:47:49
35楼
变频器输出频率10Hz,输出电压44V时的机械特性曲线如下:

刘志斌

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发表于:2011-02-16 12:57:17
36楼
引用李银午 的回复内容:变频器输出频率5Hz,输出电压22V时的机械特性曲线如下:





1、这个肯定是错的!

 

2、启动时转差最大,转矩最大,是单调上升曲线,不会是你画的这个形状!

李银午

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发表于:2011-02-16 15:46:31
37楼
引用刘志斌 的回复内容:引用李银午......



1、这个肯定是错的!

 

2、启动时转差最大,转矩最大,是单调上升曲线,不会是你画的这个形状!



刘老师对我这个横坐标用转差率表示,难以接受的话,我现在用转速来表示,来吧上面我所做的机械特性曲线划到一个坐标轴上,请看是否正确:

该三条曲线分别表示当变频器输出为5Hz,7.5Hz和10Hz的机械特性曲线。V/F为常数,Y轴为电机输出转矩,单位为Nm,X轴电机转速,单位为RPM,中间为0,左边为正转速,右边为负转速。

感谢刘老师提出宝贵意见,不知这三条曲线有什么问题。

李银午

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发表于:2011-02-16 16:00:39
38楼
顺便说明一下,以前的计算公式没问题。现在经过改进,负的尖脉冲没有了。

李银午

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发表于:2011-02-16 16:57:44
39楼
想来想去,坐标上中间那根竖线还是说明有点问题,详细在找下原因,下次发帖子时找到原因,消灭掉它,要做到机械特性曲线尽量完美。

刘志斌

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发表于:2011-02-16 16:58:14
40楼
引用李银午 的回复内容:

……X轴电机转速,单位为RPM,中间为0,左边为正转速,右边为负转速。……



1、习惯画法是Y轴为转速,X轴为转矩;

2、这样就是一条向右水平下降的单调曲线;

3、就是转速最大为同步转速时,转矩为零;

4、转差最大时,即转速为零时,转矩最大;

5、只画出正转曲线即可,简明!


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