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能传电气变频器驱动永磁同步电动机应用案例


引言

能传电气不仅在大容量高压变频器领域处于业内领先地位,在变频工艺控制领域同样表现卓越,采用高性能矢量控制算法的变频器在轧机、密炼机、提升机、测试台等场合均有成功应用。本文主要介绍能传电气变频器在某试验中心高性能对拖测试台中驱动永磁同步电机的应用案例。

能传电气变频器在永磁同步电动机的应用

频器驱动永磁同步电机,另有一台二象限变频器驱动异步电机运行,两电机通过刚性连接轴连接。四象限变频器驱动永磁同步电机,采用无速度传感器矢量控制方式,输出制动转矩实现对异步电机的动态加载测试,通过调整永磁同步电机的转矩实现对拖平台的负载改变,平台的制动能量由四象限变频器回馈电网。测试台要求变频器具有很高的转矩控制精度和动态响应。

现场平台示意图

现场平台示意图

整个测试过程中变频器驱动永磁同步电机运行平稳,最高输出频率可达300Hz,输出转矩平稳无波动,并可实现快速动态加减负载,各项指标完全满足用户的测试要求。

运行中突加与突减转矩

运行中突加与突减转矩

永磁同步电动机是利用永磁体建立励磁磁场的同步电动机,其定子由变频器供电产生旋转磁场,转子用永磁材料制成。永磁同步电机具有功率密度大、起动力矩大、力能指标好、可靠性高等优点。

能传电气变频器采用永磁同步电机专用矢量控制算法,具有以下特点:

  • 改进的电机磁链模型,能够提供更高的转矩动态响应和更宽的弱磁调速范围;

  • 针对不同的应用提供多种控制策略:最大转矩/电流(MTPA)控制、功率因数1控制、最优效率控制等;

  • 独有的转子初始位置自动检测功能,定位精确;

  • 电机参数自测定以及动态自整定技术提高磁链定向精度;

变频器性能指标如下:

采用带速度传感器闭环矢量控制:

    √ 调速范围:1000:1

    √ 稳速精度:优于0.01%

    √ 转矩响应:<3ms

采用无速度传感器矢量控制:

    √ 调速范围:200:1

    √ 稳速精度:优于0.1%

    √ 转矩响应:<5ms

通过对永磁同步电机转子的初始位置的精确检测,可有效地解决起动过程中磁链定向不准带来的起动过流、电机反转以及转子抖动等现象,转子初始位置检测误差<1°,实现永磁同步电机静态下的快速平稳起动。


快速起动

快速起动

现场照片

现场照片

结束语

能传电气高性能变频器驱动永磁同步电机,可实现闭环矢量控制及无速度传感器矢量控制,满足了客户的高性能控制需求,设备运行稳定,可靠,得到了客户的高度认可。能传电气大容量高压变频器采用同样的永磁同步电机控制算法,已在多个领域成功应用。


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