Meng Yan Jing, haute Zeyu, Chen Jun
(École de génie électrique et de l'information, Université du Shaanxi des sciences et de la technologie, Xi'an 710021, Chine)
démarreur progressif pour réduire le régulateur de courant est faible et l'insuffisance des difficultés de dérivation de convertisseur de couple et coûteux problèmes de démarrage du moteur, les limites de coupure courant continu, analyser le vecteur principe du flux de tension de fréquence spatiale et la trajectoire sinusoïdale d'alimentation, son application dans le circuit primaire régulateur à thyristors anti-parallèles, d'une stratégie de transfert de fréquence de démarrage en douceur de la conception à étages multiples développé vecteur spatial de tension sinusoïdale avec un démarreur progressif ayant une fonction de conversion de niveau. la précision du système de simulation MATLAB et la faisabilité de son mode de réalisation principe, les résultats expérimentaux montrent que le démarreur progressif peut démarrer le moteur à induction ayant la charge nominale et le courant de démarrage est limité à quatre fois le courant nominal.
vecteur spatial de tension sinusoïdale; trajectoire de flux; stratégie de démarrage en douceur; fréquence échelonnée
moteur à induction à courant alternatif est simple dans la construction, un fonctionnement fiable, est largement utilisé, plus de 90% de la source d'alimentation industrielle, mais le moteur à induction AC directe du courant de démarrage et le couple est faible, ce qui affecte la grille et le moteur lui-même . appel de courant traditionnelle montée subite de démarreur progressif peut être réduite, mais le couple est tension proportionnelle sans conversion, de sorte que le mode couple de démarrage insuffisant, il est difficile de commencer avec une grande charge d'inertie ou recharger le moteur . En outre, il ne peut pas changer la vitesse de rotation du champ statorique du moteur est juste de commencer, Rotor large, bas à partir du facteur de puissance. Et onduleur démarrage progressif et le coût élevé et il est difficile de passer à la dérivation fréquence de puissance insuffisante.
À l'heure actuelle, d'explorer la façon de mettre en uvre le circuit régulateur SCR basé sur une douce fréquence de pas commencer à devenir la clé pour résoudre ces problèmes. Document a été le premier à proposer une fréquence discrète contrôle de la pensée à l'étranger article, l'analyse et la simulation de son fonctionnement et le processus de génération de fréquences discrètes, méthode séquence sélection de tension positive et négative est proposé, mais ce démarrage en douceur le couple d'entraînement , le moteur ne démarre pas parce que parfois harmonique pollution. Brevet et de la littérature d'abord fait des vecteurs d'espace de tension sinusoïdale méthode de démarrage progressif, mais le principe est toujours limité au vecteur de tension de l'espace sont traités dans l'alimentation en courant continu, il n'y a pas d'explication claire du vecteur de tension spatial de flux de stator sinusoïdale forment une piste, nous ne sommes pas discuter du processus dynamique et de démarrage de la simulation du moteur.
vecteur de tension spatial dans le principe de l'analyse spécifique d'alimentation en courant alternatif présent mémoire, le flux formé trajectoire tracée, et basé sur le vecteur principe de conception de l'espace de tension sinusoïdale de plusieurs étages de fréquence de commutation du démarreur progressif, de réduire efficacement le courant de démarrage.
Un principe de l'espace de tension sinusoïdale de vecteur
vecteur de tension spatiale dans la théorie classique des vecteurs spatiaux de tension sont présentées alimentation en courant continu, la conversion AC-DC appartient. Ceci est exposé basée sur la tension d'alimentation sinusoïdale de la théorie du vecteur spatial, appartenant cycloconvertisseur, la trajectoire de flux de stator qui est objet commandé par trois thyristors circuit principal parallèle directement opposé triphasé tension sinusoïdale dans le cas où l'alimentation a provoquer sélectivement une conduction à deux phases, la formation d'un vecteur de tension alternative. 1, 7 cycles de cuisson Uac séquentiellement, uBC, UBA, UCA, UCB, UAB six vecteurs de tension forment un diviseur de fréquence de la grille 7 à un flux statorique de type hexagonal régulier. En ajustant les vecteurs d'intervalle adjacents, en changeant la fréquence, est formée à l'autre stator du type à fréquence divisée hexagone régulier du flux. Modifier la grandeur de six vecteurs de tension en ajustant l'ouverture de l'angle d'allumage en changeant ainsi l'amplitude du flux. Ainsi, la classe d'angle d'amorçage trajectoire de flux hexagonal régulier correspondant à la fréquence de rotation de la commande de chaîne de liaison magnétique, qui est appliqué au démarreur de moteur à induction, pour atteindre le début de soft-fréquence de pas, d'améliorer efficacement le couple.
2 vecteur spatial de tension sinusoïdale de flux calculée
Littérature , selon la commande décrite ci-dessus, la simulation et les résultats expérimentaux 7,4,3,2-moteur asynchrone triphasé peut être la fréquence du réseau de division de fréquence (7,14 Hz, 12,5 Hz, 16,7 Hz, 25 Hz) en fonctionnement stable. Dans le flux statorique 7 Case tension de l'espace de flux de commande de division de processus de formation vecteur calcul méthode basée sur une alimentation sinusoïdale et en arrière pour tirer la valeur instantanée du flux en fonction d'un actionnement de la fonction mathématique de la trajectoire de flux de stator moteur vecteur spatial tension sinusoïdale .
vecteur de tension spatial calculé comme suit:
Dans lequel la quantité d'état se trouve sur chaque phase, lorsque l'un des thyristors en parallèle à l'opposé d'une valeur 1 est déclenchée, pas déclenché pleine valeur de 0. uA, uB, uC Les valeurs instantanées des trois tensions de phase:
Lorsque le thyristor et du thyristor dans le sens inverse la phase C A est déclenchée dans le sens positif, un vecteur de tension Uac, dA = 1, dB = 0, dC = 1, cette fois par la formule (1) pousser le vecteur tension instantanée formule UAC:
De même un autre poussoir valeur instantanée du vecteur de tension équation:
L'intégration du vecteur de tension quantité de changement de flux peut être obtenue, le vecteur tension dans la formule Uac:
Et le temps d'intégration est intégré dans un angle par rapport à la tension de phase uA, la quantité de variation de flux peut être obtenue de la valeur instantanée du vecteur de tension formé fonction de calcul Uac:
De même un autre vecteur de tension de poussée formée par la valeur instantanée de la fonction de calcul de quantité de changement de flux:
Où se trouve l'angle de tir. MATLAB préparé de la fonction de variation de dérivation au-dessus du flux instantané. Considérons le flux cumulé, à savoir, sur la base du dessin. La figure 2 vecteur de tension spatial de flux locus alimentation sinusoïdale de la Fig.
La figure 2 est une ligne pleine sur la figure trajectoire du vecteur spatial de flux tension sinusoïdale, et une trajectoire de flux rompu vecteur spatial de tension d'alimentation continue. L'analyse et la comparaison peuvent être résumées comme suit: le locus tension d'espace vectoriel de flux de l'alimentation en courant continu est un hexagone régulier, et les vecteurs spatiaux de tension sinusoïdale de chaque bord, qui devient une partie de la courbe elliptique, de sorte que le vecteur de tension par rapport au locus de la chaîne d'alimentation sinusoïdale magnétique spatiale que le vecteur spatial tension d'alimentation continue locus de chaîne magnétique plus proche d'un cercle.
3 Conception du système
vecteur spatial de tension de système de commande global sinus schéma de démarreur représenté sur la figure 3. Généralement il est constitué de trois en face de thyristors en parallèle au circuit principal, un détecteur de tension, un détecteur de courant, un circuit de déclenchement, le microprocesseur (le STM32) et d'autres composants. Le STM32, la tension triphasée acquise par le circuit de détection de tension détecte une détection de phase de tension et de la séquence de phase, tandis que le temps de départ est prise en compte, en fonction du mode de démarrage en douceur, le paramètre de division de fréquence et de déclenchement étapes d'angle, le traitement du signal de tension, conformément à le procédé de commande en tant que quatrième ensemble, en principe, pour sélectionner la synchronisation correcte d'un signal de déclenchement à un thyristor correspondant, un signal de déclenchement après un circuit de déclenchement pour déclencher le thyristor, vecteur démarrage progressif de l'espace de tension sinusoïdale. Après l'achèvement de l'activation, par le démarreur contacteur de dérivation tension d'espace vectoriel doux contourné, le moteur se met en marche la pression totale.
À partir de quatre sur la stratégie de division de fréquence
Moteur à induction peut fonctionner de manière stable à 7,14 Hz, si le commutateur directement à la fréquence du réseau de 50 Hz, puisque les fréquences de transition aussi, aura une augmentation de courant et de couple court vers le bas. Peut être échangé au lieu de la méthode 7,14 Hz pour réduire la tension à la fréquence du réseau, puis la pente de la tension survoltée est portée à la tension nominale du moteur, de sorte que sous la charge ou à faible charge suffisante pour que la fréquence de commutation, mais en pleine charge ou en surcharge, courant est augmenté de manière significative, le couple a considérablement diminué, et même la vitesse chute à près de zéro, ce qui correspond à une vitesse nulle a été relancée lorsque la rampe boost de démarrage de la vitesse de tension, atteindre le but d'améliorer le couple de démarrage. Interposé entre 7,14 Hz et 50 Hz certaine bande de fréquence intermédiaire, tel que 12,5 Hz, 16,7 Hz, 25 Hz, permet de passer en douceur entre les bandes de fréquences. Ensuite, en fonction de la charge réelle lorsque la fréquence de commutation est ajouté à la section appropriée du régulateur pour obtenir une réduction du courant de démarrage lorsque le moteur est en marche. Par vérification expérimentale, le coefficient de fréquence de commande de tension d'espace de vecteur obtenu lorsque la tension positive 1,3,4,7-séquence de phase, le moteur peut fonctionner bien, qui peut être obtenue par division de fréquence combiné avec le vecteur de tension de translation. 2 appartenant au diviseur de tension de séquence négative d'une opération de la fréquence de transition seulement 1-2 cycles. Tant que chacune des bandes de fréquences pour sélectionner l'angle de déclenchement de transition appropriée peut être obtenue sans perturbation de la fréquence de commutation lors du démarrage du moteur, qui sur la sous-forme d'onde de tension de fréquence représenté sur la figure.
5 simulation du système et les résultats expérimentaux
5.1 Simulation Système
Sur la base des principes ci-dessus vecteur sinusoïdale spatial de tension du démarreur progressif, les programmes, l'analyse de la stratégie de contrôle, MODÉLISME Matlab / Simulink, la simulation tout le système, le modèle de simulation montre la figure 5, les paramètres du moteur utilisés dans le modèle est: PN = 30 kW, UN = 380 V, RN = 1460 tr / min.
Le modèle de simulation de commande de commutation de fréquence, le réglage de l'angle de conduction des thyristors et les fonctions de sélection sont mis en oeuvre en attribuant la fonction, l'ensemble de commutateur de mise en marche molle contient quatre bandes, respectivement, 7,14 Hz, 12,5 Hz, 16,7 Hz, 50 Hz. Durée de la bande et une plage d'angle de déclenchement comme indiqué dans le tableau 1.
Les résultats de simulation présentés sur. La figure 6, la Fig. 6 (a) est une simulation de démarrage en douceur étape de fréquence des résultats dans un espace de tension sinusoïdale de commande vectorielle, la courroie motrice 50% de charge, dans lequel la vitesse de rotation du moteur à partir de zéro forme d'onde de vitesse dans l'espace de tension 7,14 Hz en commençant la régulation vectorielle, stable de vitesse après nN / 7, à 0,18 s sont passés à 12,5 Hz, la vitesse de rotation augmente à nN / 4, à 0,34 s sont passés à 16,7 Hz, la vitesse de rotation augmente à nN / 3, en ajustant les 0,46 s transition de pressurisation à la fréquence d'alimentation, l'angle d'amorçage est réduit à ce stade de l'étape 0.48 s de 0 ° à 65 ° à partir est terminée. Vu de l'ensemble du processus, l'opération de stabilité des bandes respectives, la vitesse de commutation instantanée d'une transition en douceur, sans à-coups pour atteindre fréquence échelonnée démarrage progressif. Sinusoïdales formes d'onde de courant vu par le vecteur de tension spatial programmable démarrer le processus entier est 7,14 Hz à un courant de crête de 398 A, la valeur maximale effective de 239 A. La figure 6 (b) est le résultat de la simulation dans le démarreur du démarreur sans régulation directement l'espace tension vecteur, la courroie du moteur charge de 50%, le processus de régulation également angle de déclenchement diminue de 65 ° à 0 ° en 0,48 s, ce qui pic 503 de courant A, la valeur maximale effective de 328 A. Il peut être observé en comparant le vecteur démarrage progressif de tension spatiale réduit le pic de courant 105 A commencer, la valeur effective du courant est réduite de 89 A.
5.2 Test expérimental
STM32 structures de noyau de commande, trois circuit de démarrage de moteur thyristor parallèle opposé souple plate-forme matérielle sur la base, les vecteurs spatiaux de tension d'alimentation sinusoïdale du principe de fréquence échelonnée et une stratégie pour commencer l'opération proprement dite de démarrage progressif, les données d'essai. la puissance nominale du moteur 22 kW, le courant nominal de 42,5 A, une charge ajustable magnétique de frein de poudre utilisée dans l'expérience. 7,14 Hz, 12,5 Hz, 16,7 Hz, la forme d'onde de tension réelle, la bande de fréquence de 50 Hz comme indiqué sur la Fig. Chaque enveloppe de cycle d'une onde sinusoïdale est formée avec division correspondante respective.
Les données expérimentales présentées dans le tableau 2, on peut voir à partir des données expérimentales, le moteur pleine charge à une variété de conditions de charge, les vecteurs spatiaux de tension sinusoïdales du démarreur peut être démarré avec succès, dans des conditions de pleine charge qui ne le courant de départ 3,46 fois le courant nominal. Bien que le démarrage direct, même si la charge du moteur, ce qui est également le courant de 5 à 8 fois le courant nominal de départ, ce qui démontre que le moteur du démarreur par l'intermédiaire du vecteur démarreur progressif espace de tension sinusoïdale de fréquence variable d'étape peut ainsi réduire le courant de démarrage .
6 Conclusion
Cet article analyse les principes de base du vecteur sinusoïdale spatial de tension mis en oeuvre pour cycloconvertisseur déduite flux vecteur de tension spatiale de la fonction de valeur instantanée de la méthode de calcul de puissance AC vecteur tension sinusoïdale intégrée tracées en ignorant rotor couplé à l'atténuation de flux trajectoire idéale flux. Au cours de l'espace formé par la trajectoire de flux hexagonal vecteur de tension d'alimentation continue régulière revanche, nous avons trouvé des six côtés de l'ovalisation d'hexagone régulier, plus le champ magnétique à peu près circulaire. En outre ce principe applique au circuit principal de démarreur de moteur à induction thyristor antiparallèle doux, programme général développé en utilisant la stratégie de division de fréquence fréquence à plusieurs étages démarrage progressif commutation, la conception d'un vecteur spatial de tension sinusoïdale du démarreur progressif. Grâce à la faisabilité du programme de simulation du système, grâce à des tests expérimentaux pour vérifier le vecteur démarreur progressif espace de tension sinusoïdale peut démarrer avec succès le moteur, le courant de démarrage est limité à quatre fois le courant, réduire le courant de démarrage nominal, il a une certaine signification et valeur promotionnelle.
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