电机功率近似为9kW,考虑一定余量,选用15kW异步电机,变频器容量与之配套。对于余量选取得比较大,主要是考虑了以下几个方面1.由于水槽长度有限(140m),为保证有效检定距离,要求检定车在30m以内加速到最高速度6.00m/s,电机必须要有足够大的起动转矩。
系统处于频繁的起、制动工作状态,电机和变频器必须要有足够的过载能力。检定车在低速运行时,电机的冷却风扇散热效果变差,适当加大电机容量有利于延长电机寿命。变频调速系统的组成<2>检定车是计量仪器的检查鉴定设备,对运行速度的动、静态性能都有很高的要求。
为了保证检定段的有效距离,规定起动段30m,制动段20m,尤其是检定车以最低速度Vmin=0.01m/s运行时,对应变频器的最低工作频率为2.5Hz,允许的车速变化量为0.01m/s1.0%=0.1mm/s,而检定车在高速运行时,又需要系统具有快速响应性,当有铁轨接缝及电压波动等外界扰动时,车速要很快恢复到稳定状态。常规PID控制输入扫描周期为200ms左右,已远远达不到本系统快速响应性的要求。
选用法国施耐德公司高性能的Altivar58交流变频器对电机进行控制,该变频器采用先进的磁通矢量控制技术,尤其低频时输出转矩可达170%,选用带测速发电机的速度反馈对速度进行精确控制,采样时间为5ms,总体性能可满足检定车的要求。
系统工作原理变频器接线图如所示,该变频器的精确速度调节可通过带有测速发电机的速度反馈来实现。这样即可在调整菜单中设定与测速机功能相关的反馈因子dts=96.44=1.39变频器接线图当给定某一速度指令时,速度反馈卡每5ms读1次测速发电机的输出电压,同给定值比较,经变频器内部速度调节器作用于转矩输出,使车速稳定在希望值下。
结语流速仪检定车采用变频调速后,车速稳定,车速变化率完全控制在国家标准之内。变频器对电机的过流、过压、欠压和缺相都有保护功能,特别是快速停车功能,使制动距离远小于原直流调速系统。
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