单片机控制双馈电机控制技术研究

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1、函经验交流单片机控制的双馈电机控制技术研究王飞刘雷(1．新疆吐哈油田建设有限责任公司电气仪表公司2．吐哈油田公司技术监测中心1摘要：双馈电机调速是一种先进的调速技术，可用于电机的调速和变速恒频发电，并能实现电机定子侧功率因数的调节。由于双馈电机调速系统通常采用双向变流器，控制技术复杂，成本较高，限制了它的应用。本文设计了一种适用于双馈电机多种运行状态的多功能变流器的拓扑结构，它将整流器、斩波器与逆变器结合在一起，能完成电机的软启动、斩波、双馈调速，可使变流器的容量减小，降低调速成本和控制技术的复杂性。关键词：双馈调速；多功能变流器；单片机；控制技术2．2主电路的设

2、计1引言普通脉宽调制型逆变器电路的优点是：可得到接双馈电机也叫交流励磁电机，它包括电机本身和近正弦波的输出电压；整流电路采用二极管，可获得交流励磁自动控制系统。双馈电机是电机与电力电子接近1的功率因数；通过对输出脉冲脉宽度的控制就技术和数字控制技术相结合的产物，在大中型交流调可改变输出电压，大大加快了变频器的动态响应。但速系统中，如果采用双馈电机，它的定子绕组直接接这种变频器无法实现从低于同步速到同步速和从同3kV、6kV、10kV的工频电网，而转子绕组可设计为步速到超同步低压，这样可采用低压变频装置，因而可以大大降低速的连续状态变频器的成本。据国外文献报道，如容

3、量为9000kW，转换。因此，要：同步速为1500r／min，调速范围为30％的双馈电机调对该电路加以速系统的价格以100％计，则同容量、同转速、同调改进。图1是改图1多功能变流器的电路拓朴图速范围的笼型感应电动机与变频器构成变频调速系进后的电路拓统价格为3oo％t卜。】双馈电机是将电动机的定子绕组扑。接到固定频率的电网上，而变频电源向转子绕组馈2．3软启动与斩波调阻调速模式电，改变转子电流的频率来调节电机转速的方法即可绕线转子电动机的启动通常是串电阻启动，在开以使电机转速从低于同步速到高于同步速调节。始启动时，全部电阻接入回路，获得最大的启动转矩，2主电路和控制

4、电路的设计在启动过程中逐段切除电阻。这里采用单片机发出2．1主电路拓扑比较PWM控制信号，对IGBT进行控制，形成斩波调阻双馈电机调速系统一般分为控制电路和主电路启动方式。可以证明：当忽略电机损耗时，低于同步两部分。主电路一般由整流、逆变电路构成。控制电速双馈运行时，电机输出机械功率为定子与转子绕组路是以单片机为核心加上必要的外围电路。控制电路输入功率之差：而对高于同步速的双馈调速，电机输发出控制信号，主电路按控制电路发出的信号给电机出机械功率为定子与转子绕组输入功率之和。因此，供电，实现调速【4J。高于同步速比低于同步速时的双馈调速效率会高些。使用多功能变流器的

5、双馈调速不但可以满足调2．4同步速运行模式速中的各种运行模式，而且还能节约成本，但是对检同步运行模式下的双馈电机，需要向转子绕组馈测和控制系统提出了更高的要求。送直流电流，此时转子三相绕组一般采用“两并一串”联接方式。多功能变流器的功能开关位置与双馈运行种运行方式下，按速度特性公式，通过控制可控绕组模式相同，变流器以激励的幅值、频率以及相位来实现对速度、转矩以及斩波方式控制不同电机性能(如功率因数、效率等)的控制。标量控制桥臂的三个功率开比开环控制运行稳定性有较大提高，动态性能也有所关器件同时导通或改善，适用于对动态性能要求不高的场合。关闭，输出可控的直3．1频率

6、控制流励磁电流，其等效WG的重置寄存器(WG．RELOAD)中的数值决图2同步运行模式电路如图2所示。定载波频率。变流器输出调制波的频率为：J~L2．5驱动电路的设计in4一(I-Iz)×IG舭扎巴L【l×EXB系列IGBT驱动电路的优点是电路参数一式中：￡为晶体振荡器频率；致性好，有防擎住效应的缓开关电路。该电路只有管N为载波比，WGRELOAD表示寄存器压降保护，仅能实现软开关功能，无法记忆和封锁WGRELOAD中的值。IGBT的PWM驱动信号；在负载频繁过载时易损坏实际系统的选取受到功率元件开关频率和IGBT。在变频器应用中，通常希望驱动电路和驱动系统采样频

7、率的限制，当不考虑死区时间时任意一相电源尽量简单，而上述两种模块系列只能驱动一只PWM输出的有效时间为：IGBT，而且需要单独的浮地电源，因此对于一个三fou,=UXTAL(HZ)相变频器，增大了变频器的成本，降低了可靠性。为了解决上述问题，这里选用IR公司的IRZ132。式中[wG1表示WGCOMPx中的值。2．6控制电路的总体设计在忽略死区时间的情况卜，占空比可表示为：控制电路的方框图如图3所示。占空比：：100％WGRELOAD——光电编码器多功能变流器3．2幅值控制建立一个0。一360。的正弦函数数据表，由于正单片机驱动器弦值有正负且为小数，单片机中的数据

8、计算采用定