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随着时代的变革,异步电机以其结构简单、成本低廉、运行可靠性高、便于维修等优点,在现代工业生产中扮演着越来越重要的角色。风机水泵类电机这类工业生产中耗电量最多的设备,长期运行在轻载状态,节能潜力巨大。本文着眼于异步电机轻载时效率低的问题,通过减小异步电机轻载时的磁通,降低异步电机的损耗,提高风机水泵类电机轻载运行状态下的效率。
本文结合传统标量控制和矢量控制思想,提出恒压频比控制下,基于定子电流励磁分量的矢量分解方法。空载时,定子电流的转矩分量很小,参考额定电压频率下空载电流值,实现恒压频比控制下定子电流的矢量分解,缓解采用矢量控制电流解耦计算量大,参数调节困难的问题,仿真和实验验证了该分解方法的精准性。
在传统恒压频比控制的基础上,本文设计了基于定子电流励磁分量矢量分解的调速系统。通过增加定子电阻压降补偿,修正了基于定子电流励磁分量的矢量分解的准确性;基于定子电流的分解结果,为传统恒压频比控制增加了滑差补偿算法,改善了其调速特性。
在基于定子电流励磁分量矢量分解调速系统的基础上,结合效率优化策略中的最小化定子电流的优化策略,根据定子电流分解结果,以最小化定子电流为目标,定量地改变恒压频比控制下的电压频率比值,从而达到削弱磁通,降低损耗的目的。滑差补偿算法保证输出功率不变,输入功率减小,异步电机运行的效率得到优化。
为了验证所提算法的有效性,本文基于TMS320F28035芯片编写了所提效率优化算法的C语言程序,搭建了基于RT-LAB的硬件在环半实物仿真平台和基于测功机的异步电机测试实验平台,仿真和实验结果表明,采用本文提出的效率优化算法,相对于传统恒压频比控制,效率可提高18%。实验和仿真结果说明了本文所提出的基于定子电流励磁分量矢量分解的效率优化在不增加测速装置的同时,能够改善电机转速特性,验证了所提效率优化算法在降低低速轻载工况下电机损耗、优化电机运行效率上的有效性。
本文结合传统标量控制和矢量控制思想,提出恒压频比控制下,基于定子电流励磁分量的矢量分解方法。空载时,定子电流的转矩分量很小,参考额定电压频率下空载电流值,实现恒压频比控制下定子电流的矢量分解,缓解采用矢量控制电流解耦计算量大,参数调节困难的问题,仿真和实验验证了该分解方法的精准性。
在传统恒压频比控制的基础上,本文设计了基于定子电流励磁分量矢量分解的调速系统。通过增加定子电阻压降补偿,修正了基于定子电流励磁分量的矢量分解的准确性;基于定子电流的分解结果,为传统恒压频比控制增加了滑差补偿算法,改善了其调速特性。
在基于定子电流励磁分量矢量分解调速系统的基础上,结合效率优化策略中的最小化定子电流的优化策略,根据定子电流分解结果,以最小化定子电流为目标,定量地改变恒压频比控制下的电压频率比值,从而达到削弱磁通,降低损耗的目的。滑差补偿算法保证输出功率不变,输入功率减小,异步电机运行的效率得到优化。
为了验证所提算法的有效性,本文基于TMS320F28035芯片编写了所提效率优化算法的C语言程序,搭建了基于RT-LAB的硬件在环半实物仿真平台和基于测功机的异步电机测试实验平台,仿真和实验结果表明,采用本文提出的效率优化算法,相对于传统恒压频比控制,效率可提高18%。实验和仿真结果说明了本文所提出的基于定子电流励磁分量矢量分解的效率优化在不增加测速装置的同时,能够改善电机转速特性,验证了所提效率优化算法在降低低速轻载工况下电机损耗、优化电机运行效率上的有效性。