2002年第4期 工业仪表与自动化装置

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变频调速器回馈制动单元的设计

张 兴

(合肥工业大学能源研究所,安徽合肥230009)

[摘 要] 针对变频调速器的快速制动要求,设计了一种基于PWMAC/DC变换器控制的能量回馈制动装置,给出了相关的控制算法和参数设计,实验结果证明了本设计获得快速能量回馈特性的同时实现了网侧电流正弦化及单位功率因数。

[关键词] VVVF逆变器;交流电动机;控制

[中图分类号]TP271 4 [文献标识码]A [文章编号]1000-0682(2002)04-0015-04

ThedesignofanACmotorfeed-brakedevicefortheVVVFinverter sproperoperation

ZHANGXing

(EnergyResearchInstituteofHefeiUniversityofTechnology,Anhui-Hefei230009,China)

Abstract:ThispaperpresentsthedesignofanACmotorfeed-brakedevicecontrolledbyaPWMAC/DCconverter,whichcanbeusedtogetherwithaVVVFinvertertobraketheACmotorfast.Anewsimplecontrolstrategyandcorrespondingparametersarealsoproposed.Toprovetheeffectivenessoftheproposedcontrolmethod,someexperimentedresultsareshown. Keywords:VVVFinverter;ACmotor;Cotrol

1 引言

随着电力传动及控制技术的发展,变频调速越来越广泛地应用于工农业各领域,很好地解决了交流电动机的调速问题。而通用变频器常采用交直流电压型逆变器拓朴结构,只能运行在一、三象限。为获得电动机的制动要求,常采用电阻吸收直流侧的泵升能量,由于制动电阻放电时受电阻设计温升的限制,只能规定在较短时间的制动;另一方面这种依靠电阻放电的制动模式无法实现快速的动态响应;而对大功率变频器,电阻制动更为困难。为此我们设计了一种采用PWMAC/DC变换器控制的变频器能量回馈制动单元,与电阻放电制动相比,不仅获得了快速的动态响应,而且把制动电能回馈至电网,且能长期运行,使变频器真正实现了回象限运行。另外能量回馈制动单元工作时其网侧电流为正弦波并为单位功率因数,克服了可控硅有源逆变单元运行时对电网的谐波污染。

2 控制系统的构成及原理

如图2 1,控制系统主电路采用单相PWMAC/DC变换器拓朴结构,L为交流进线电感以实现网侧电流PWM控制,T1~T4采用IPM模块,从而提高了功率开关工作的可靠性并简化了硬件设计。

图2 1 控制系统构成

回馈单元的直流侧并接于变频器的直流母线PN端,交流侧并接于电网。

系统采用80C196MC16位单片微处理器控制,即完成图2 1虚框中的运算与PWM波形生成任务。控制系统采用电压外环和电流内环的双环结 收稿日期:2001-05-08

作者简介:张兴(1963-),博士生,副研究员,研究方向为电力电

子与电力传动。