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流变储电池电机变频器工效解析

流变储电池电机变频器工效解析

点击数:7196 次   录入时间:03-04 11:54:00   整理:http://www.55dianzi.com   变频器基础

 优点起动力矩比他励电动机大,当负载降低时,转速能自动降低,有自动安全作用,因而此类电动机在起重运输等场合得到广泛使用。存在的不足由于启动,制动频繁,大约有2030%的能量被电阻消耗,起动时,在各速度档的转换过程中电动机电流有中断,启动电流大,控制器触点易烧坏,大电流放电是蓄电池的致命弱点,在调速过程中采用分段串、并联电阻,放电不均匀,运行中存在过电流的冲击,造成蓄电池使用寿命短。

  直流斩波调速直流斩波调速是采用定宽调频方式,在蓄电池和牵引电动机之间串联一直流变流器,利用电力半导体器件的开关作用,将直流电源电压转换成方波,通过对频率的控制来改变导通比,也即改变加在电枢上的平均电压,从而调节电动机的转速。采用直流斩波调速的优点及存在的不足。

  优点直流斩波调速,可节约在启动电阻上消耗的能量,而且当采用再生制动时还可将总能量的1520%反馈到蓄电池,使在制动过程中进行充电,延长蓄电池使用时间及寿命。采用斩波脉冲,整车运行具有很好的动特性及调节的平滑性,启动和制动过程中的冲击将基本上消除,从而提高了粘着系数。由于运行中冲击减小,使触点回路、电机的电刷及整流子的磨损减少,延长了使用寿命,降低了故障率,提高了利用率,使整机性能得到提高。

  存在的不足当深控时(电机转速较低),效率低,开关频率低,变流器输出谐波大,增加了电机损耗,变流器输出有脉动,可能存在电流连续和断续两种情况,影响系统的静、动态特性。交流异步电动机的变频调速变频调速系统原理231变频调速系统原理变频调速系统的原理。

  计算机接受操作司控器发出的主令信号(方向和档位开关量信号),向变频器发出运行指令(正、反方向和给定频率选择),变频器在确认了输出力矩能够保证机车正常启动后,向制动器发出松闸信号,这时制动器才能打开。高智能型变频器通过采样异步电动机的工作电流大小,把实际负载电流的瞬时值与给定电流的瞬时值进行比较,根据误差的大小使逆变器有关开关器件动作来控制其输出电流,以实现无速度传感器磁通矢量控制。运行过程中一旦发生异常,如变频器故障、超载、过流、蓄电池欠压等,变频器一方面自动进入保护状态,同时向计算机发出故障信号。

  变频器的选择目前很多变频器制造商都生产通用型矢量型变频器,有的厂家在通用硬件的基础上,针对不同的应用领域,开发了不同的控制软件,选用时应选有蓄电池电机车专用控制程序的矢量型变频器。

  这种变频器提供了对抱闸的控制功能,能比较好地满足机车工况要求。变频器容量,额定输出电流(不是最大电流)不小于满足上坡(重载)、125%过载等要求时电机所需最大电流。这是由于变频器的过载能力比较低,一般在150%额定电流下只能维持一分钟左右,而电动机的过载能力较强,两者不在同一级别。一般情况下,可按电动机额定电流选择变频器的基础上提高一个级别进行选择。

  变频调速现代控制理论、新型大功率电力电子器件、新型变频技术以及微型计算机数字控制技术等在实际中的应用,使交流调速技术得到了极快发展。在蓄电池电机车的应用,由于其具有传动效率高、输出功率大、粘着利用系数高、动力性能好,可靠性高、维修性能好及节能效果明显等优点,而成为当今世界先进的电力传动技术。在国外,窄轨蓄电池电机车以广泛采用该项技术,在国内也有少数厂家采用该项技术。异步电动机的转速为:n=60fP(1-S)式中f定子供电频率;P电动机极对数;S转差率。

  由上式可知,只要连续改变异步电动机的供电频率,就可平滑地改变电动机的转速。电机车采用高智能型变频器,变频器通过采样异步电动机的工作电流大小,把实际负载电流的瞬时值与给定电流的瞬时值进行比较,根据误差的大小,使逆变器有关开关器件动作来控制其输出电流,实现无速度传感器磁通矢量控制。在全速度范围内,采取恒扭矩和恒功率相结合的调速方式,在基速(额定速度)以下调速时,采用恒扭矩调速,并在低速时采取补偿措施,适当提高定子的电压,以补偿电子电阻造成的压降;在基速以上时,采用恒功率调速,保持定子电压不变,得到近似的恒功率调速。

  控制智能化、自动化水平高、操作简单安全交流蓄电池电机车的核心部件为高性能智能型变频器,变频器通过采样异步电动机的工作电流大小,把实际负载电流的瞬时值与给定的电流的瞬时值进行比较,根据误差的大小使逆变器有关开关器件动作控制其输出电流,实现无速度传感器磁通矢量控制。在全速度范围内,采取恒扭矩和恒功率相结合的调速方式,在基速(额定速度)以下,采用恒扭矩调速,并在低速时采取补偿措施,适当提高定子的电压,以补偿电子电阻造成的压降。在基速以上时,采用恒功率调速,保持定子电压不变,得到近似的恒功率调速。在整个调速范围内具有较硬的机械特性。

  牵引性能好粘着条件是电机车性能好坏的关键因素,交流蓄电池电机车采用变频调速技术有效地改善了系统刚度,凸现了轴输出功率大、粘着利用率高、动力性好的特点。我国现行窄轨直流传动电机车的粘着系数约为024,交流电传动的电机车由异步牵引电动机牵引,由于异步牵引电动机具有很硬的转矩转速特性和良好的制动性能,故交流电传动的电机车粘着系数要大于直流传动的电机车,据德国、美国干线机车实验资料表明,其粘着系数高达045以上。以兰州机车厂JXK14型电机车为例,其设计粘着系数为026,实测粘着系数为032以上。因此在同等功率条件下,JXK14型电机车牵引力高于同类型直流电机车床30%以上。

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