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基于台达AFE2000的四象限变频控制分析

基于台达AFE2000的四象限变频控制分析

点击数:7352 次   录入时间:03-04 11:46:43   整理:http://www.55dianzi.com   变换电路
345

    (3)

  再进一步由α-β坐标系转换为d-q坐标系,变换阵为:

34b

    (4)

    变换方程为:

3454

    (5)

    经过以上变换后,在同步旋转坐标系下PWM整流器方程为:

234

    (6)

    上式中,usd与usq为d-q坐标系下的电源电压,ud和uq为d-q坐标系下的桥臂中点控制电压。再回到三相空间静止坐标下,取三相输入电压usa、usb和usc为:

345

    (7)

    则经过同样坐标变换,在d-q同步坐标系下有:

    (8)

    将式(8)代入式(6)得:

234

    (9)

    由式(9)可见,id,iq之间存在耦合,通常有电压前馈解耦控制和电流反馈解耦控制两种,前者虽是一种完全线性化的解耦控制方案,但实时性问题实现起来效果并不好。本文采用电流反馈解耦控制方式实施方便,控制电路简单。

    实际应用中,当电压环的采样频率远高于电网电压的频率时,在方程中造成互耦的ωLid和ωLiq对电流调节器性能影响小,忽略这个因素,这样将电流控制指令 与反馈电流id,iq比较,其误差经过PI调节得到电压给定信号,即:

234v

    (10)

    将式(1)至式(10)的过程整合起来,得到控制框图如图7所示:

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图7 PWM整流器矢量变换控制图

    3 台达AFE2000能量回馈单元

    AFE2000是台达IABU提出的一款与变频器匹配的能量回馈装置,AFE2000采用有功无功电流解耦控制,通过CLARK-PARK变换达到有功和无功的解耦控制,从而实现功率因数调整和能量回馈控制。其外观图如图8所示。

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     图8 AFE-2000外观图

    AFE2000将回生能量通过IGBT逆向回馈至电网,改善了传统的热电阻消耗的热能浪费、维修困难等缺点。两种模式的状况对比如图9所示:

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图9 回生能量消耗方式

    通过图9可知,能量回馈也分为两种方式,一种为只进行能量回馈,但是无法实现功率因数的改善;另一种为进行能量回馈,同时也进行功率因数的改善。AFE2000属于最高层,即可以进行能量回馈,同时也能实现功率因数的改善,且控制参数简便,容易调整。

    4 结语

    三相PWM整流器因其所具备的功率因数改善和能量回馈等功能,越来越受到广大工程应用人员的青睐。台达AFE2000正是基于三相PWM整流器开发的能量回馈单元,其控制模式简单,功能强大,能同时进行功率因数与DCBUS电压的双重调整,将其与变频器连接后,真正实现了绿色调频的理念,抛弃传统的能耗很高的热能消耗方式,将回生能量充分利用,符合节能、环保、爱地球的理念。



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