变频器不能再高精度转矩控制的场合应用的因素,也是必较多的,首先用在高精度的场合,必须要带脉冲编码器,而编码器的安装就是个问题,变频器拖动的电机基本上都是鼠笼式的,一头负载,一头要有单独的冷却风扇,编码器一般要安装在负载侧,或是减速机的输出抽侧,齿轮本身就有间隙,这就是有了检测误差,编码器安装时产生一定的安装误差,这些都是不利于提高精度的因素。另一方面变频器方面在解耦建模时,一些计算中本身就是忽略了一些因素,变频器运行时的某些状况,可能导致这些因素不能忽略,这也是控制精度降低的原因。 这就是现在为何在很多高精度控制场合,变频器不能代替直流调速器的原因。
利用普通的电网电源运行的交流拖动系统,为了实现电动机的正反转切换,必须利用开闭器等装置对电源进行换相切换。利用变频器进行调速控制时,只需改变变频器内部逆变电路换流器件的开关顺序即可以达到对输出进行换相的目的,很容易实现电动机的正反转切换而不需要专门设置正反转切换装置。 此外,对在电网电源下运行的电动机进行正反转切换时,如果在电动机尚未停止时就进行相序的切换,电动机内将会由于相序的改变而流过大于起动电流的电流,有烧毁电动机的危险,所以通常必须等电动机完全停下来之后才能够进行换相操作。
直流调速器就是调节直流电动机转速的电子设备, 由于直流电动机具有低转速大力矩的特点,是交流电动机无法取代的, 因此直流调速器在应用上具有广阔的天地。
直流调速系统的性能指标根据各类典型生产机械对调速系统提出的要求,一般可以概括为静态和动态调速指标。静态调速指标要求电力传动自动控制系统能在*高转速和*低转速范围内调节转速,并且要求在不同转速下工作时,速度稳定;动态调速指标要求系统启动、制动快而平稳,并且具有良好的抗扰动能力。抗扰动性是指系统稳定在某一转速上运行时,应尽量不受负载变化以及电源电压波动等因素的影响[1,6]。一、静态性能指标1).调速范围生产机械要求电动机在额定负载运行时,提供的*高转速maxn与*低转速minn之比,称为调速范围,用符号D表示minmaxnnD(2—2)2).静差率静差率是用来表示负载转矩变化时,转速变化的程度,用系数s来表示。具体是指电动机稳定工作时,在一条机械特性线上,电动机的负载由理想空载增加到额定值时,对应的转速降落edn与理想空载转速0n之比,用百分数表示为%**100000nnnnnseded(2—3)显然,机械特性硬度越大,机械特性硬度越大,edn越小,静差率就越小,转速的稳定度就越高。然而静差率和机械特性硬度又是有区别的。两条相互平行的直线性机械特性的静差率是不同的。对于图2—1中的线1和线2,它们有相同的转速降落1edn=2edn,但由于0102nn,因此12ss。这表明平行机械特性低速时静差率较大,转速的相对稳定性就越差。在1000r/min时降落10r/min,只占1%;在100r/min时也降落10r/min,就占10%;如果0n只有10r/min,再降落10r/min时,电动机就停止转动,转速全都降落完了。由图2—1可见,对一个调速系统来说,如果能满足*低转速运行的静差率s,那么,其它转速的静差率也必然都能满足。
对于一般风机、水泵等调频控制要求不是很高的设备而言,采用交流变频调速的优越性是很大的!
直流调速器在数控机床、造纸印刷、纺织印染、光缆线缆设备、包装机械、电工机械、食品加工机械、橡胶机械、生物设备、印制电路板设备、实验设备、焊接切割、轻工机械、物流输送设备、机车车辆、医设备、通讯设备、雷达设备、卫星地面接受系统等行业广泛应用。
1针对直流调速系统PID参数经典设计方法中要处理**型系统,不能实现实时调整参数等问题,本文提出了一种动态参数设计方法.该方法基于经典双闭环直流调速系统动态结构,通过建立系统动态仿真模型,动态设计PID参数和调整系统性能指标,以获得满足设计要求的结果.仿真实例应用表明:动态参数设计可快速准确地实现系统设计要求,是直流调速系统PID参数设计的一种有效方法.
2 从解决工程船舶直流电动机可控硅调速系统实际问题出发,提出模糊自整定PID参数控制方法,完成了采用单片机控制的模糊自整定PID参数控制器的设计,并进行了相关试验,证明方法的可行性.通过单片机将PID技术和模糊控制理论结合在一起,使得系统硬件简单,软件模块化,可移植性增强,系统的通用性得到提高.
3 模糊/PID控制策略对直流调速系统的转速环进行了设计,根据转速误差的阀值由模糊控制切换到PID控制,给出了模糊控制规则和PID控制器各参数确定的方法,并利用Matlab进行了仿真验证,结果表明模糊/PID控制器具有较好的控制性能.
变频调速只能应用于调速,而对力矩是无法做到精确控制的,原因很简单,直流调速的电枢和励磁不是耦合的,是分开的,这样对电枢电流和励磁电流能够做到精确控制。而交流调速,电枢电流和励磁电流是耦合的,是无法做到精确控制的,尽管目前的变频调速具有矢量控制,也就是运用现代控制理论,通过矢量转换,将交流电机中耦合的电枢电流和励磁电流解开,从而对其进行控制,也就是仿真直流调速的原理。但是要做到直流调速的控制特性目前是很困难的。因此在轧机、造纸等对力矩要求很高行业,直流调速还是具有广泛性。而仅对速度控制,目前变频调速是可以逼真直流调速的特性,因为交流电机的优越性是直流电机无法做到的。