变频器几个重要参数的设定: 1 V/f类型的选择V/f类型的选择包括最高频率、基本频率和转矩类型等。最高频率是变频器-电动机系统可以运行的最高频率。由于变频器自身的最高频率可能较高，当电动机容许的最高频率低于变频器的最高频率时，应按电动机及其负载的要求进行设定。基本频率是变频器对电动机进行恒功率控制和恒转矩控制的分界线，应按电动机的额定电定电压设定。转矩类型指的是负载是恒转矩负载还是变转矩负载。用户根据变频器使用说明书中的V/f类型图和负载的特点，选择其中的一种类型。我们根据电机的实际情况和实际要求，最高频率设定为，基本频率设定为工频50Hz。负载类型：50Hz以下为恒转矩负载，50~为恒功率负载。 2 如何调整启动转矩调整启动转矩是为了改善变频器启动时的低速性能,使电机输出的转矩能满足生产启动的要求。在异步电机变频调速系统中,转矩的控制较复杂.在低频段,由于电阻、漏电抗的影响不容忽略，若仍保持V/f为常数，则磁通将减小，进而减小了电机的输出转矩。为此，在低频段要对电压进行适当补偿以提升转矩。可是，漏阻抗的影响不仅与频率有关，还和电机电流的大小有关，准确补偿是很困难的。近年来国外开发了一些能自行补偿的变频器，但所需计算量大，硬件、软件都较复杂，因此一般变频器均由用户进行人工设定补偿。针对我们所使用的变频器，转矩提升量设定为1 %~5%之间比较合适。 3 如何设定加、减速时间电机的运行方程式：式中：Tt为电磁转矩；T1为负载转矩电机加速度dw/dt取决于加速转矩（Tt,T1），而变频器在启、制动过程中的频率变化率则由用户设定。若电机转动惯量J、电机负载变化按预先设定的频率变化率升速或减速时，有可能出现加速转矩不够，从而造成电机失速，即电机转速与变频器输出频率不协调，从而造成过电流或过电压。因此，需要根据电机转动惯量和负载合理设定加、减速时间，使变频器的频率变化率能与电机转速变化率相协调。检查此项设定是否合理的方法是按经验选定加、减速时间设定。若在启动过程中出现过流，则可适当延长加速时间；若在制动过程中出现过流，则适当延长减速时间；另一方面，加、减速时间不宜设定太长，时间太长将影响生产效率，特别是频繁启、制动时。我们将加速时间设定为15s,减速时间设定为5s。 4 频率跨跳V/f控制的变频器驱动异步电机时，在某些频率段。电机的电流、转速会发生振荡，严重时系统无法运行，甚至在加速过程中出现过电流保护使得电机不能正常启动，在电机轻载或转动量较小时更为严重。因此变通变频器均备有频率跨跳功能，用户可以根据系统出现振荡的频率点，在V/f曲线上设置跨跳点及跨跳点宽度。当电机加速时可以自动跳过这些频率段，保证系统正常运行。 5 过负载率设置该设置用于变频器和电动机过负载保护。当变频器的输出电流大于过负载率设置值和电动机额定电流确定的OL设定值时，变频器则以反时限特性进行过负载保护（OL），过负载保护动作时变频器停止输出。 6 电机参数的输入变频器的参数输入项目中有一些是电机基本参数的输入，如电机的功率、额定电压、额定电流、额定转速、极数等。这些参数的输入非常重要，将直接影响变频器中一些保护功能的正常发挥，一定要根据电机的实际参数正确输入，以确保变频器的正常使用 变频器的参数设定在调试过程中是十分重要的。由于参数设定不当，不能满足生产的需要，导致起动、制动的失败，或工作时常跳闸，严重时会烧毁功率模块IGBT或整流桥等器件。变频器的品种不同，参数量亦不同。一般单一功能控制的变频器约50-60个参数值，多功能控制的变频器
调速永磁同步电动机的电磁设计与磁场分析 1 引言 与传统的电励磁电机相比，永磁同步电动机具有结构简单，运行稳定；功率 密度大；损耗小，效率高；电机形状和尺寸灵活多变等显著优点，因此在航空航 天、国防、工农业生产和日常生活等各个领域得到了越来越广泛的应用。 随着电力电子技术的迅速发展以及器件价格的不断下降，越来越多的直流电 动机调速系统被由变频电源和交流电动机组成的交流调速系统所取代，变频调速 永磁同步电动机也应运而生。变频调速永磁同步电动机可分为两类,一类是反电 动势波形和供电电流波形都是理想矩形波(实际为梯形波)的无刷直流电动机,另 一类是两种波形都是正弦波的一般意义上的永磁同步电动机。这类电机通常由变 频器频率的逐步升高来起动，在转子上可以不用设置起动绕组。 本文使用Ansoft Maxwell 软件中的RMxprt 模块进行了一种调速永磁同步电 动机的电磁设计，并对电机进行了性能和参数的计算，然后将其导入到Maxwell 2D 中建立了二维有限元仿真模型，并在此模型的基础上对电机的基本特性进行 了瞬态特性分析。 2 调速永磁同步电动机的电磁设计 2.1 额定数据和技术要求 调速永磁同步电动机的电磁设计主要包括主要尺寸和气隙长度的确定、定子 冲片设计、定子绕组的设计、永磁体的设计等。通过改变电机的各个参数来提高 永磁同步电动机的效率η、功率因数cos ?、起动转矩st T 和最大转矩max T 。本例所设计永磁同步电动机的额定数据及其性能指标如下： 额定数据 数值 额定功率 N 30kw P = 相数 =3m 额定线电压 N1=380V U 额定频率 =50Hz f 极对数 =3p 额定效率 N =0.94η 额定功率因数 N cos =0.95? 绝缘等级 B 级 计算额定数据：
一、实验目的 1. 测量永磁同步电机定子电阻、交轴电感、直轴电感、转子磁链以及转动惯量。 二、实验内容 1. 掌握永磁同步电机dq 坐标系下的电气数学模型以及机械模型。 2. 了解三相永磁同步电机内部结构。 3. 确定永磁同步电机定子电阻、交轴电感、直轴电感、反电势系数以及转动惯量。 三、拟需实验器件 1. 待测永磁同步电机1台； 2. 示波器1台； 3. 西门子变频器一台； 4. 测功机一台及导线若干； 5. 电压表、电流表各一件； 四、实验原理 1. 定子电阻的测量 采用直流实验的方法检测定子电阻。通过逆变器向电机通入一个任意的空间电压矢量U i (例如U 1)和零矢量U 0,同时记录电机的定子相电流,缓慢增加电压矢量U i 的幅值,直到定子电流达到额定值。如图1所示为实验的等效图,A 、B 、C 为三相定子绕组,U d 为经过斩波后的等效低压直流电压。I d 为母线电流采样结果。当通入直流时，电机状态稳定以后，电机转子定位，记录此时的稳态相电流。因此，定子电阻值的计算公式为： 1 ,2a d b c d I I I I I ===- (1) 23d s d U R I = (2)
图1 电路等效模型 2． 直轴电感的测量 在做直流实验测量定子电阻时,定子相电流达到稳态后,永磁转子将旋转到和定子电压矢量重合的位置,也即此时的d 轴位置。测定定子电阻后,关断功率开关管,永磁同步电机处于自由状态。向永磁同步电机施加一个恒定幅值,矢量角度与直流实验相同的脉冲电压矢量(例如 U 1),此时电机轴不会旋转(ω=0),d 轴定子电流将建立起来，则d 轴电压方程可以简化为： d d d q q d di u Ri L i L dt ω=-+d d d d di u Ri L dt =+ (3) 对于d 轴电压输入时的电流响应为： ()(1)d R t L U i t e R -=- (4) 利用式(4)以及测量得到的定子电阻值和观测的电流响应曲线可以计算得到直轴电感值。 其中U /R 为稳态时的电流反应，R 为测得的电机定子电阻。由上式可知电流上升至稳态值的倍时，1d R t L - =-，电感与电阻的关系式可以写成： 0.632d L t R =? (5) 其中为电流上升至稳态值倍时所需的时间. 3． 交轴电感的测量 测出L d 之后,在q 轴方向(d 轴加90°)施加一脉冲电压矢量。电压矢量的作用时间一般选取的很短 ,小于电机的机械时间常数,保证电机轴在电压矢量作用期间不会转动。则q 轴电压方
11KW变频起动永磁同步电动机电磁设计程序 及电磁仿真 1永磁同步电动机电磁设计程序 1.1额定数据和技术要求 除特殊注明外，电磁计算程序中的单位均按目前电机行业电磁计算时习惯使用的单位，尺寸以cm（厘米）、面积以cm2（平方厘米）、电压以V （伏）、电流以A （安八功率和损耗以（瓦）、电阻和电抗以门（欧姆）、磁通以Wb（韦伯）、磁密以T（特斯拉）、磁场强度以A/cm（安培/厘米）、转矩以N （牛顿）为单位。 1额定功率P n =11kW 2相数叶=3 3额定线电压U N1 =380V 额定相电压丫接法U N =U N1 / 3 = 219.39V 4额定频率f =50HZ 5电动机的极对数P=2 6额定效率N =0.87 7额定功率因数cos N =0.78 8失步转矩倍数T；°N =22 9起动转矩倍数T；N =22 10起动电流倍数I；N =2.2 12 额定转速n N =1000r/min 13额定转矩T N二9.55P N 103二 9.55 11 二105.039N.m n N 11额定相电流I N P N X105 0U N N COS N 11 105 3 219.39 0.87 0.78 A-24.62
14绝缘等级:B级 15绕组形式：双层叠绕Y接法 1.2主要尺寸 16铁心材料DW540-50硅钢片 17转子磁路结构形式：表贴式 18气隙长度：=0.07cm 19定子外径D1 =26cm 20定子内径D i1 =18cm 21 转子外径D2二D H—2、=(18 -2 0.07)cm =17.86 22转子内径D i2 =6cm 23定,转子铁心长度h日2 =15cm 24铁心计算长度l a J =15cm 铁心有效长度l ef =la 2、=(15 2 0.07)cm = 15.14cm 25定子槽数Q1 = 36 26定子每极每相槽数q =Q1 /2gp =36/2 3 3=2 27极距巨p =蔥D i1/2P =3.14 18/2 9.728cm 28定子槽形:梨形槽定子槽尺寸 h01= 0.08cm b01= 0.38cm bi = 0.78cm r1 二 0.53cm h o2 = 1.72cm 巧“18^ 29定子齿距t1卩 1.5708cm Q136
变频器几个重要参数的设定 1 V/f 类型的选择V/f 类型的选择包括最高频率、基本频率和转矩类型等。最高频率是变频器- 电动机系统可以运行的最高频率。由于变频器自身的最高频率可能较高，当电动机容许的最高频率低于变频器的最高频率时，应按电动机及其负载的要求进行设定。基本频率是变频器对电动机进行恒功率控制和恒转矩控制的分界线，应按电动机的额定电定电压设定。转矩类型指的是负载是恒转矩负载还是变转矩负载。用户根据变频器使用说明书中的V/f 类型图和负载的特点，选择其中的一种类型。我们根据电机的实际情况和实际要求，最高频率设定为，基本频率设定为工频50Hz。负载类型：50Hz以下为恒转矩负载，50?为恒功率负载。 2 如何调整启动转矩调整启动转矩是为了改善变频器启动时的低速性能, 使电机输出的转矩能 满足生产启动的要求。在异步电机变频调速系统中,转矩的控制较复杂.在低频段,由于电阻、漏电抗的影响不容忽略，若仍保持V/f 为常数，则磁通将减小，进而减小了电机的输出转矩。为此，在低频段要对电压进行适当补偿以提升转矩。可是，漏阻抗的影响不仅与频率有关，还和电 机电流的大小有关，准确补偿是很困难的。近年来国外开发了一些能自行补偿的变频器，但所 需计算量大，硬件、软件都较复杂，因此一般变频器均由用户进行人工设定补偿。针对我们所使用的变频器，转矩提升量设定为 1 %?5%之间比较合适。 3 如何设定加、减速时间电机的运行方程式：式中：Tt 为电磁转矩；T1 为负载转矩电机加速度dw/dt 取决于加速转矩（Tt,T1 ），而变频器在启、制动过程中的频率变化率则由用户设定。 若电机转动惯量J、电机负载变化按预先设定的频率变化率升速或减速时，有可能岀现加速转 矩不够，从而造成电机失速，即电机转速与变频器输出频率不协调，从而造成过电流或过电压。因此，需要根据电机转动惯量和负载合理设定加、减速时间，使变频器的频率变化率能与电机转速变化率相协调。检查此项设定是否合理的方法是按经验选定加、减速时间设定。若在启动过 程中岀现过流，则可适当延长加速时间；若在制动过程中岀现过流，则适当延长减速时间；另一方面，加、减速时间不宜设定太长，时间太长将影响生产效率，特别是频繁启、制动时。我们 将加速时间设定为15s, 减速时间设定为5s。 4 频率跨跳V/f 控制的变频器驱动异步电机时，在某些频率段。电机的电流、转速会发生振荡， 严重时系统无法运行，甚至在加速过程中岀现过电流保护使得电机不能正常启动，在电机轻载 或转动量较小时更为严重。因此变通变频器均备有频率跨跳功能，用户可以根据系统岀现振荡的频率点，在V/f 曲线上设置跨跳点及跨跳点宽度。当电机加速时可以自动跳过这些频率段，保证系统正常运行。 5 过负载率设置该设置用于变频器和电动机过负载保护。当变频器的输岀电流大于过负载率设 置值和电动机额定电流确定的OL设定值时，变频器则以反时限特性进行过负载保护（OL）,过负载保护动作时变频器停止输岀。 6 电机参数的输入变频器的参数输入项目中有一些是电机基本参数的输入，如电机的功率、额 定电压、额定电流、额定转速、极数等。这些参数的输入非常重要，将直接影响变频器中一些保护功能的正常发挥，一定要根据电机的实际参数正确输入，以确保变频器的正常使用 变频器的参数设定在调试过程中是十分重要的。由于参数设定不当，不能满足生产的需要，导致 起动、制动的失败，或工作时常跳闸，严重时会烧毁功率模块IGBT 或整流桥等器件。变频器的品种不同，参数量亦不同。一般单一功能控制的变频器约50-60 个参数值，多功能控制的变频器 有200个以上的参数。但不论参数多或少，在调试中是否要把全部的参数重新调正呢？不是的，大多数可不变动，只要按岀厂值就可，只要把使用时原岀厂值不合适的予以重新设定就可，例
调速永磁同步电动机的电磁设计与磁场分析 1 引言 与传统的电励磁电机相比，永磁同步电动机具有结构简单，运行稳定；功率密度大；损耗小，效率高；电机形状和尺寸灵活多变等显著优点，因此在航空航天、国防、工农业生产和日常生活等各个领域得到了越来越广泛的应用。 随着电力电子技术的迅速发展以及器件价格的不断下降，越来越多的直流电动机调速系统被由变频电源和交流电动机组成的交流调速系统所取代，变频调速永磁同步电动机也应运而生。变频调速永磁同步电动机可分为两类,一类是反电动势波形和供电电流波形都是理想矩形波(实际为梯形波)的无刷直流电动机,另一类是两种波形都是正弦波的一般意义上的永磁同步电动机。这类电机通常由变频器频率的逐步升高来起动，在转子上可以不用设置起动绕组。 本文使用Ansoft Maxwell软件中的RMxprt模块进行了一种调速永磁同步电动机的电磁设计，并对电机进行了性能和参数的计算，然后将其导入到Maxwell 2D中建立了二维有限元仿真模型，并在此模型的基础上对电机的基本特性进行了瞬态特性分析。 2 调速永磁同步电动机的电磁设计 2.1 额定数据和技术要求 调速永磁同步电动机的电磁设计主要包括主要尺寸和气隙长度的确定、定子冲片设计、定子绕组的设计、永磁体的设计等。通过改变电机的各个参数来提高 T。本例所永磁同步电动机的效率η、功率因数cos?、起动转矩st T和最大转矩max 设计永磁同步电动机的额定数据及其性能指标如下： 计算额定数据：
(1) 额定相电压：N 220V U U == (2) 额定相电流：3 N N N N N 1050.9A cos P I mU η??== (3) 同步转速：160=1000r /min f n p = (4) 额定转矩：3 N N 1 9.5510286.5N m P T n ?==g 2.2 主要尺寸和气隙长度的确定 永磁电机的主要尺寸包括定子内径和定子铁心有效长度，它们可由如下公式 估算得到： 2 i11P D L C n '= N N N cos E K P P η?'=， 6.1p Nm dp C K K AB δ α=' 式中，i1D 为定子内径，L 为定子铁心长度，P '为计算功率，C 为电机常数。 E K 为额定负载时感应电势与端电压的比值，本例取0.96；p α'为计算极弧系数， 初选0.8；Nm K 为气隙磁场的波形系数，当气隙磁场为正弦分布时等于1.11；dp K 为电枢的绕组系数，初选0.92。A 为电机的线负荷，B δ为气隙磁密，A 和B δ的 选择非常重要，直接影响电机的参数和性能，应从电机的综合技术经济指标出发 来选取最合适的A 和B δ值，本例初选为200A/cm,0.7T A B δ==。 由上式可初步确定电机的2i1D L ，但要想进一步确定i1D 和L 各自的值，还应选择主要尺寸比i1i122L L pL D D p λπτπ===，其中τ为极距。通常，中小型同步电动机的0.6~2.5λ=，一般级数越多，λ也越大，本例初选1.4。 永磁同步电动机的气隙长度δ一般要比同规格的感应电动机的气隙大，主要 是因为适当的增加气隙长度可以在一定的程度上减小永磁同步电动机过大的杂 散损耗，减低电动机的振动与噪声和便于电动机的装配。所以设计永磁同步电动 机的气隙长度时,可以参照相近的感应电动机的气隙长度并加以适当的修改。本 例取=0.7mm δ。 确定电动机定子外径时，一般是在保证电动机足够散热能力的前提下，视具 体情况为提高电动机效率而加大定子外径还是为降低成本而减小定子外径。
变频器参数基本设置 变频器应用领域涉及到钢铁行业，化工行业，汽车行业，机床行业，电机机械行业，食品行业，造纸行业，水泥行业，矿业行业，石油行业，工厂建筑等，它促进企业实现了自动化，节约了能源，提高了产品质量和合格率以及生产率，延长了设备使用寿命。通过变频器的功能参数的设置调试，就可以实现相应的功能，一般都有数十甚至上百个参数供用户选择，在实际应用中，没必要对每一参数都进行设置和调试，多数只要采用出厂设定值即可。但有些参数由于和实际使用情况有很大关系，且有的还相互关联，因此要根据实际进行参数的设定和调试。变频器调试的好坏决定了变频器运行的稳定性、应用效果以及使用寿命等，最终关系到企业经济效益的大小，调好了可能大大节约费用，调不好可能损失惨重。以下是作者在普传变频器使用中的经验总结，希望能供其他用户参考，使变频器能更好地推广使用，为企业带来更大的经济效益。 1 变频器调试的步骤 变频器能否成功地应用到各种负载中，且长期稳定地运行，现场调试很关键，必须按照下述相应的步骤进行。 1.1 变频器的空载通电检验 1）将变频器的电源输入端子经过漏电保护开关接到电源上。 2）将变频器的接地端子接地。 3）确认变频器铭牌上的电压、频率等级与电网的是否相吻合，无误后送电。 4）主接触器吸合，风扇运转，用万用表AC 挡测试输入电源电压是否在标准规范内。5）熟悉变频器的操作键盘键, 以普传科技变频器为例： FWD为正向运行键，令驱动器正向运行； REV为反向运行键,令驱动器反向运行； ESC/DISPL为退出/显示键，退出功能项的数据更改，故障状态退出，退出子菜单或由
功能项菜单进入状态显示菜单； STOP/RESET 为停止复位键，令驱动器停止运行，异常复位，故障确认； PRG为参数设定/移位键； SET 为参数设定键，数值修改完毕保存，监视状态下改变监视对象； ▲▼为参数变更/加减键，设定值及参数变更使用，监视状态下改变给定频率； JOG为寸动运行键，按下寸动运行，松开停止运行，不同变频器操作键的定义基本相同。6）变频器运行到50 Hz，测试变频器U V W三相输出电压是否平衡。 7）断电完全没显示后，接上电机线。 1.2 变频器带电机空载运行 1）设置电机的基本额定参数，要综合考虑变频器的工作电流。 2）设定变频器的最大输出频率、基频、设置转矩特性。v/f类型的选择包括最高频率、基本频率和转矩类型等项目。最高频率是变频器—电动机系统可以运行的最高频率，由于变频器自身的最高频率可能较高，当电动机容许的最高频率低于变频器的最高频率时，应按电动机及其负载的要求进行设定。基本频率是变频器对电动机进行恒功率控制和恒转矩控制的分界线，应按电动机的额定电压进行设定。转矩类型指负载是恒转矩负载还是变转矩负载。用户根据变频器使用说明书中的v/f类型图和负载特点，选择其中的一种类型。通用变频器均备有多条v/f曲线供用户选择，用户在使用时应根据负载的性质选择合适的v/f 曲线。为了改善变频器启动时的低速性能，使电机输出的转矩能满足生产负载启动的要求，要调整启动转矩。在异步电机变频调速系统中，转矩的控制较复杂。在低频段，由于电阻、漏电抗的影响不容忽略，若仍保持v/f为常数，则磁通将减小，进而减小了电机的输出转矩。为此，在低频段要对电压进行适当补偿以提升转矩。一般变频器均由用户进行人工设定补偿。普传变频器则为用户提供两种选择，即42种v/f提升方式，自动转矩提升。
导入新课： 变压器变频器的发展及应用范围 变频技术诞生背景是交流电机的广泛需求。传统的直流调速技术因体积大故障率高而应用受限。 60年代以后，电力电子器件普遍应用了及其升级产品。但其调速性能远远无法满足需要。 20世纪70年代开始，脉宽调制变压变频(PWM－VVVF)调速的研究得到突破，20世纪80年代以后微处理器技术的完善使得各种优化算法得以容易的实现。 20世纪80年代中后期，美、日、德、英等发达国家的VVVF实用化，商品投入市场，得到了广泛应用。步入21世纪后，逐步崛起，现已逐渐抢占高端市场。 讲授新课： 课题一：变频器功能参数设置与操作 一、教学内容 1、变频器的概念：是一种将固定频率的交流电变换成频率、电压连续可调的交流电，以供给电动机运转的电源装置。 2、变频器分类： (1)交－交变频器 它是将频率固定的交流电源直接变换成频率连续可调的交流电源，其主要优点是没有中间环节，变换效率高。但其连续可调的频率范围较窄，故主要用于容量较大的低速拖动系统中。又称直接式变频器。 (2)交－直－交变频器
先将频率固定的交流电整流后变成直流，再经过逆变电路，把直流电逆变成频率连续可调的三相交流电，又称为间接型变频器。由于把直流电逆变成交流电较易控制，因此在频率的调节范围，以及变频后电动机特性的改善等方面，都具有明显的优势，目前使用最多的变频器均属于交－直－交变频器。 二、实训目的和要求 1.熟悉变频器主回路接线； 2.熟悉操作面板显示及各按键操作； 三、三菱FR-D700变频器主回路接线 1. FR-D700变频器主回路接线图如下图 四、变频器的操作面板及使用 1、变频器操作面板如下图
关键词:变频器参数设置,电机,节能控制 变频器的设定参数较多,每个参数均有一定的选择范围,使用中常常遇到因个别参数设置不当,导致变频器不能正常工作的现象,因此,需要对相关的参数进行正确的设定。 1.控制方式: 即速度控制、转距控制、PID 控制或其他方式。采取控制方式后,一般要根据控制精度进行静态或动态辨识。 2.MIN运行频率: 即电机运行的MIN转速,电机在低转速下运行时,其散热性能很差,电机长时间运行在低转速下,会导致电机烧毁。而且低速时,其电缆中的电流也会增大,也会导致电缆发热。 3.MAX运行频率: 一般的变频器MAX频率到60Hz ,有的甚至到400 Hz ,高频率将使电机高速运转,这对普通电机来说,其轴承不能长时间的超额定转速运行,电机的转子是否能承受这样的离心力。 4.载波频率: 载波频率设置的越高其高次谐波分量越大,这和电缆的长度,电机发热,电缆发热变频器发热等因素是密切相关的。 5.电机参数: 变频器在参数中设定电机的功率、电流、电压、转速、MAX频率,这些参数可以从电机铭牌中直接得到。 6.跳频:
在某个频率点上,有可能会发生共振现象,特别在整个装置比较高时;在控制压缩机时,要避免压缩机的喘振点。 7.加减速时间 加速时间就是输出频率从0 上升到MAX频率所需时间,减速时间是指从MAX频率下降到0 所需时间。通常用频率设定信号上升、下降来确定加减速时间。在电动机加速时须限制频率设定的上升率以防止过电流,减速时则限制下降率以防止过电压。 加速时间设定要求:将加速电流限制在变频器过电流容量以下,不使过流失速而引起变频器跳闸;减速时间设定要点是:防止平滑电路电压过大,不使再生过压失速而使变频器跳闸。加减速时间可根据负载计算出来,但在调试中常采取按负载和经验先设定较长加减速时间,通过起、停电动机观察有无过电流、过电压报警;然后将加减速设定时间逐渐缩短,以运转中不发生报警为原则,重复操作几次,便可确定出更佳加减速时间。 8.转矩提升 又叫转矩补偿,是为补偿因电动机定子绕组电阻所引起的低速时转矩降低,而把低频率范围f/V 增大的方法。设定为自动时,可使加速时的电压自动提升以补偿起动转矩,使电动机加速顺利进行。如采用手动补偿时,根据负载特性,尤其是负载的起动特性,通过试验可选出较佳曲线。对于变转矩负载,如选择不当会出现低速时的输出电压过高,而浪费电能的现象,甚至还会出现电动机带负载起动时电流大,而转速上不去的现象。 9.电子热过载保护 本功能为保护电动机过热而设置,它是变频器内CPU 根据运转电流值和频率计算出电动机的温升,从而进行过热保护。本功能只适用于“一拖一”场合,而在“一拖多”时,则应在各台电动机上加装热继电器。
.... 第一部分变频器的操作方法 一、操作面板各部的名称： 图 1操作面板布置 二、操作键的功能： 1．LOCAL/REMOTE ：用数字操作器运行（COCAL）和用控制回路端子运行（REMOTE ）切换时按下，由参数（ o2-01 ）可设定这个键的有效 / 无效。 2．MENU ：菜单键，按此键可进入参数设置。 3．ESC：按一下 ESC键，则回到前一个状态。 4．JOG：操作器运行时的点动运行键。 5．FWD/REV ：操作器运行时，运转方向切换键。 6．RESET：设定参数数值时，选择操作位；故障发生时，作为故障复位键。
.... 7．增加键：选择方式、组、功能、参数的名称、设定值（增加）时按下此键。 8．减少键：选择方式、组、功能、参数的名称、设定值（减少）时按下此键。 9．DATA/ENTER：各模式、功能、参数、设定值确认时按下此键。 10 ． RUN ：操作器运行时，按下此键起动变频器。 11 ．STOP：操作器运行时，按下此键停止变频器；控制回路端子 运行时，由参数（ o2-01 ）可以设定这个键的有效 / 无效。 三、方式的切换 按（MENU ）键，表示驱动方式，然后按、键切换方式。读取、设定各方式中参数时，按（DATA/ENTER）键。从参数的读取、设定状态返回前一状态时，按（ESC）键。具体操作如下图：
.... 图 2方式的切换 四、操作举例 把加速时间从10.0Sec 变更为20.0Sec ，请按以下顺序设定参数： 五、在驱动方式下的操作 在驱动方式下，可监视频率指令、输出频率、输出电流、输出电压、输入输出状态等及显示异常内容、异常记录等。常用监视参数：
永磁同步电机参数测量实验 一、实验目的 1. 测量永磁同步电机定子电阻、交轴电感、直轴电感、转子磁链以及转动惯量。 二、实验内容 1. 掌握永磁同步电机dq 坐标系下的电气数学模型以及机械模型。 2. 了解三相永磁同步电机内部结构。 3. 确定永磁同步电机定子电阻、交轴电感、直轴电感、反电势系数以及转动惯量。 三、拟需实验器件 1. 待测永磁同步电机1台； 2. 示波器1台； 3. 西门子变频器一台； 4. 测功机一台及导线若干； 5. 电压表、电流表各一件； 四、实验原理 1. 定子电阻的测量 采用直流实验的方法检测定子电阻。通过逆变器向电机通入一个任意的空间电压矢量U i (例如U 1)和零矢量U 0,同时记录电机的定子相电流,缓慢增加电压矢量U i 的幅值,直到定子电流达到额定值。如图1所示为实验的等效图,A 、B 、C 为三相定子绕组,U d 为经过斩波后的等效低压直流电压。I d 为母线电流采样结果。当通入直流时，电机状态稳定以后，电机转子定位，记录此时的稳态相电流。因此，定子电阻值的计算公式为： 1 ,2 a d b c d I I I I I ===- (1) 23d s d U R I = (2) 图1 电路等效模型 2． 直轴电感的测量 在做直流实验测量定子电阻时,定子相电流达到稳态后,永磁转子将旋转到和定子电压矢量重合的位置,也即此时的d 轴位置。测定定子电阻后,关断功率开关管,永磁同步电机处于自由状
态。向永磁同步电机施加一个恒定幅值,矢量角度与直流实验相同的脉冲电压矢量(例如U 1),此时电机轴不会旋转(ω=0),d 轴定子电流将建立起来，则d 轴电压方程可以简化为： d d d q q d di u Ri L i L dt ω=-+d d d d di u Ri L dt =+ (3) 对于d 轴电压输入时的电流响应为： ()(1)d R t L U i t e R -=- (4) 利用式(4)以及测量得到的定子电阻值和观测的电流响应曲线可以计算得到直轴电感值。 其中U /R 为稳态时的电流反应，R 为测得的电机定子电阻。由上式可知电流上升至稳态值的0.632倍时，1d R t L - =-，电感与电阻的关系式可以写成： 0.632d L t R =? (5) 其中t 0.632为电流上升至稳态值0.632倍时所需的时间. 3． 交轴电感的测量 测出L d 之后,在q 轴方向(d 轴加90°)施加一脉冲电压矢量。电压矢量的作用时间一般选取的很短,小于电机的机械时间常数,保证电机轴在电压矢量作用期间不会转动。则q 轴电压方程可以简化为： q q q d d q di u Ri L i L dt ωωψ=+++ q q q q di u Ri L dt =+ (6) q 轴电流将按如下的指数形式建立: ()(1)q R t L U i t e R -=- (7) 利用测量直轴电感的方法同样可以测量交轴电感。 此外，由于没有正好超前d 轴90°的电压矢量，需要施加一个60°和120°合成矢量来完成等效q 轴电压矢量的施加过程。并且在进行脉冲电压实验的过程中,电压幅值和作用时间 应选择适当。电压幅值选择太小,影响检测精度,过大可能使电流超过系统限幅值影响系统安全。作用时间过短,采样点少,获取的电流信息少,也会影响检测精度,作用时间过长,电流同样可能过大影响系统安全，并且电机容易发生转动。 4． 反电势系数的测量 采用空载实验法，即用测功机带动被测永磁同步电机以一定的转速旋转，同时保持被测电机负载开路，测试此时的电机空载相电压，即为反电势电压。结合转速、反电势可以计算得出相应的反电势系数，计算公式如下： 1000e E K n = ? (8) 式中：E 为反电势，n 为转速。电机的反电势系数，其定义为每1000PRM 时电机每相绕组上的反电势电压的有效值（请注意不是线线电压，是线到中性线的电压，单位为：V/KRPM/相） 这种方法需要将被测电机运行至发电状态，并且需要负载开路手动测试反电势。
常用变频器参数概念和设置 一加、减速的功能设置 1,加、减速时间定义 (a)加速时间的定义 定义1变频器的输出频率从0Hz上升到基本频率所需要的时间; 定义２变频器的输出频率从0Hz上升到最高频率所需要的时间。 在大多数情况下，最高频率和基本频率是一致的。 (b)减速时间的定义 定义１变频器的输出频率从基本频率下降到0Hz所需要的时间; 定义２变频器的输出频率从最高频率下降到0Hz所需要的时间。 2,加、减速方式 (a)加速方式 加速过程中，变频器的输出频率随时间上升的关系曲线，称为加速方式。变频器设置的加速方式有: A,线性方式 变频器的输出频率随时间成正比地上升 大多数负载都可以选用线性方式。 B,S形方式 在加速的起始和终了阶段频率的上升较缓，加速过程呈S形。例如，电梯在开始起动以及转入等速运行时从考虑乘客的舒适度出发，应减缓速度的变化，以采用S形加速方式为宜。
C,半S形方式 在加速的初始阶段或终了阶段，按线性方式加速;而在终了阶段或初始阶段，按S形方式加速 如风机一类具有较大惯性的二次方律负载中，由于低速时负荷较轻，故可按线性方式加速，以缩短加速过程; 高速时负荷较重，加速过程应减缓，以减小加速电流;图(d)所示方式主要用于惯性较大的负载。 （b）减速方式同样 二起动频率 (1)起动频率 (a)功能含义 电动机开始起动时，并不从0Hz开始加速，而是直接从某一频率下开始加速。在开始加速瞬间，变频器的输出频率便是起动频率。 设置起动频率是部分生产机械的实际需要，例如: 有些负载在静止状态下的静摩擦力较大，难以从0Hz开始起动，设置了起动频率后，可以在起动瞬间有一点冲力，使拖动系统较易起动起来; 在若干台水泵同时供水的系统里，由于管路内已经存在一定的水压，后起动的水泵在频率很低的情况下将难以旋转起来，故也需要电动机在一定频率下直接起动; 锥形电动机如果从0Hz开始逐渐升速,将导致定、转子之间的磨擦。所以,设置了起动频率, 可以在起动时很快建立起足够的磁通,使转子与定子间保持一定的空气隙等等。 (b)设置起动频率的方式 主要有两种方式:
变频器的参数设定步骤 变频器是工业上常用的驱动功率器件，一般被用于驱动异步电机的调速运行。当然随着目前技术的发展，变频器所能完成的工作已经不仅仅只有电机的调速了，通过变频器上丰富的接口还可以实现更多控制层面的功能。例如：使用变频器自带的PID功能实现水路的恒压供水;使用变频器的PID及矢量控制实现造纸厂卷纸过程的恒张力控制;通过变频器的编码器接口卡接入编码器信号，实现电机运行过程中的速度闭环控制，甚至有些变频器还支持位置控制;可以说，现目前市面上的变频器的功能已变得越来约强大。 要知道变频器的参数如何设置，首先要明白变频器是什么东西，用它来做些什么活儿。变频器是用来调整异步电机转速的一种电源装置，根据转速n=60f/p(1-s)这个公式，变频器本质是输出频率可调的电压源，通过改变电源频率来改变电机转速，而频率改变的同时，为了避免磁通饱和导致电机过热，还要跟着改变电压，也就是保持V/F比值恒定，所以变频器的参数设置，都是围绕这个核心来进行的。 变频器是为电机服务的，变频器和电机要配套使用，也就是两者的额定电压和额定功率要非常接近。而电机运行过程中，要避免电流过大而发热烧坏，需要设置一些相关的保护参数。 1.启动频率，此参数用来设定启动时，电机从多少频率开始运转，根据生产情况，调节好点击运转后的旋转频率，避免用户误操作，使频率过高烧坏电机。
2.面板调速，可以通过面板的按键调节频率，传感器控制，通讯输入，与PLC等上位机控制其频率，加速时间是从启动频率到运行频率的时间。 3.减速时间可以设定电机从运行频率到停止所需的时间，电机参数设定可根据使用电机铭牌的额定电压与额定电流在变频器中设定参数与其对应。
第一部分变频器的操作方法 一、操作面板各部的名称： 图1 操作面板布置 二、操作键的功能： 1．LOCAL/REMOTE：用数字操作器运行（COCAL）和用控制回路端子运行（REMOTE）切换时按下，由参数（o2-01）可设定这个键的有效/无效。 2．MENU：菜单键，按此键可进入参数设置。 3．ESC：按一下ESC键，则回到前一个状态。 4．JOG：操作器运行时的点动运行键。 5．FWD/REV：操作器运行时，运转方向切换键。6．RESET：设定参数数值时，选择操作位；故障发生时，作为故障复位键。
7．增加键：选择方式、组、功能、参数的名称、设定值（增加）时按下此键。 8．减少键：选择方式、组、功能、参数的名称、设定值（减少）时按下此键。 9．DATA/ENTER：各模式、功能、参数、设定值确认时按下此键。 10．RUN：操作器运行时，按下此键起动变频器。11．STOP：操作器运行时，按下此键停止变频器；控制回路端子运行时，由参数（o2-01）可以设定这个键的有效/无效。 三、方式的切换 按（MENU）键，表示驱动方式，然后按↑、↓键切换方式。读取、设定各方式中参数时，按（DATA/ENTER）键。从参数的读取、设定状态返回前一状态时，按（ESC）键。具体操作如下图： 图2 方式的切换
四、操作举例 把加速时间从10.0Sec变更为20.0Sec，请按以下顺序设定参数： 五、在驱动方式下的操作 在驱动方式下，可监视频率指令、输出频率、输出电流、输出电压、输入输出状态等及显示异常内容、异常记录等。 常用监视参数：
图3 驱动方式下的操作方法
永磁同步电机参数在线辨识:模型参考与EKF 的比较 摘要：本文基于模型参考在线辨识的方法，对永磁同步电机进行参数辨识。运用李雅普诺夫第二方法和奇异扰动理论对增广系统的全局稳定性进行了分析。结果表明,该方法应用的解耦控制技术,改善了系统的收敛性和稳定性. 把这种方法与扩展卡尔曼滤波(EKF)的在线识别方法比较，结果表明,尽管基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的在线辨识法在实现的复杂性上相对于所提出的方法更简单,但是该方法与所提出的方法相比不能给出更好的结果. 仿真结果以及对隐极式永磁同步电机实验的分析，证实了所提出方法的有效性。 永磁同步机因为他们的高效率和良好的可控性成功的应用于不同的领域。永磁同步机的控制主要是通过高性能的矢量控制实现的。控制变量如(速度,位置,或转矩),主要的困难在于控制转矩,这说明了控制定子电流的必要性。在矢量控制中,如果想实现这一点，定子电流和电压矢量需在d-q 坐标系下进行分析研究。为了控制定子电流,必须先控制其直轴电感(d)和正交电感(q)。永磁同步电机在d-q 坐标下的电气模型是一个两输入-两输出系统，如下: f q d e e ψ==,0 f K =ω Ω是反电动势矢量d-q 分量；q d q d i i v v ,,,是d-q 轴电压和电流，Ω=P ω是转子电角速度，Ω是转子机械角速度，P 是极对数量。系统的输入是q d v v ,，输出是q d i i ,。根据适当的控制律控制这些电流，是定子电压通过电压源逆变器得到应用。逆变器通常根据一个恒定增益v G 来建模。我们可以得到qr v q dr v d v G v v G v ==,，qr dr v v ,是电流调节器的输出。他们用于调节d-q 坐标系的电流。隐极永磁同步电机,d 轴基准电流通常固定为零，电机转矩和转度由q 轴基准电流控制。d q s f L L R ,,,ψ是参考模型的参数。电机时间常数是 s q q s d d R L R L /,/==ττ。 事实上，这些参数是不准确的，他们会慢慢的发生变化。这些变化可能是由于一个故障或一个变化的操作点[2]。他们有时对控制系统是致命的并可能损坏驱动器。在这些情况下,一个在线辨识算法是必要的。该算法对电机参数进行辨识,用于控制算法或检测故障中。
永磁同步电动机PW M变频调速系统 的建模与仿真 夏玲(黄石建筑设计研究院第4所,湖北黄石435001) 摘 要:介绍了PW M控制技术的特点,并在MAT LAB环境下,构造永磁同步电动机PW M控制的仿真模型。通过对永磁同步电动机的动态过程进行仿真,分析永磁同步电动机采用PW M控制技术的瞬态运行特征以及瞬态过程中各电磁量的变化规律。同时,也验证了仿真模型的正确性。 关键词:永磁同步电动机;仿真;PW M Modeling and Simulating of PWM Frequency I nverter System for I nterior Permanent Magnet Synchronous Motor XI A Ling(Huangshi Institute of Architectural Design&Research,Huangshi Huibei,435001,China) Abstract:T his paper introduces the characteristics of PW M control technology,and it found the simulating m od2 el for interior permanent magnet synchron ous m otor PW M control in M A T LA B environment.Via the simulation of dynamic process for interior permanent magnet synchronous m otor,it analyzes the instan2 taneous characteristics and change law of PW M control technology for interior permanent magnet syn2 chron ous m otor.And the validity of the simulation m odel is tested and verified via the simulations. K ey w ords:interior permanent magnet synchronous m otor;simulation;PW M 1 前言 永磁同步电动机转子使用永磁材料励磁,使电动机的体积和重量大大减小,电机结构简单、维护方便、运行可靠、损耗较小,效率和功率因数都比较高。然而,永磁同步电机存在启动困难、失步等缺点,变频调速技术的应用能很好地解决这些问题。同步电机控制系统常见有如下几种: (1)无换向器电机控制系统 采用交-直-交电流型逆变器给普通同步电机供电,整流及逆变部分均由晶闸管构成,利用同步电机电流可以超前电压的特点,使逆变器的晶闸管工作在自然换相状态。同时检测转子磁极的位置,用以选通逆变器的晶闸管,使电机工作在自同步状态,故又称自控式同步电机控制系统。其特点是直接采用普通同步电机和普通晶闸管构成的系统,容量可以做得很大,电机转速也可做得很高,如法国地中海高速列车即采用此方案,技术比较成熟。其缺点是由于电流采用方波供电,而电机绕组为正弦分布,低速时转矩脉动较大。 (2)交—交变频供电同步电机控制系统 逆变器采用交—交循环变流电路,由普通晶闸管组成,提供三相正弦电流给普通同步电机。采用矢量控制后可对励磁电流进行瞬态补偿,因此系统动态性能优良,已广泛应用在轧机主传动控制系统中。其特点是容量可以很大,但调速范围有一定限制,只能从同步速往下调。 (3)正弦波永磁同步电机控制系统 电机转子采用永磁材料,定子绕组仍为正弦分布绕组。如通以三相正弦交流电,可获得较理想的旋转磁场,并产生平稳的电磁转矩。采用矢量控制技术使d轴电流分量为零,用q轴电流直接控制转矩,系统控制性能可以达到很高水平。缺点是需要使用昂贵的绝对位置编码器,采用普通增量式码盘实现上述要求虽有一些限制,但采取一定措施后仍是可能的。目前研究的重点放在如何消除齿谐波及PW M控制等造成的转矩脉动。 (4)方波永磁同步电机控制系统 又称为无刷 74 2004年第4期 电机电器技术 计算机与自动控制