本發(fā)明屬于異步電動機交流調(diào)速的一種新的控制方法。
異步電機結(jié)構(gòu)簡單，維護工作量小，可用于惡劣的工作環(huán)境，所以在工業(yè)各部門的電力傳動中得到廣泛的應(yīng)用。又由于異步電機的負載電流和激磁電流耦合在一起，因此異步電機的調(diào)速控制又是各種電機中最困難的。
用于異步電機調(diào)速的電流源逆變器，是一種簡單可靠，投資較少，應(yīng)用廣泛的逆變器。用電流源逆變器變頻調(diào)速的異步電機，在風機、泵類、以及調(diào)速精度要求高的電力傳動中都具有廣泛的用途。
用于異步電機調(diào)速的電流源逆變器，目前國內(nèi)外常用的是V/f＝常數(shù)的控制方法。由于電流源逆變器直、交側(cè)的電壓關(guān)系非線性，這種控制方法不能適應(yīng)運轉(zhuǎn)中的負載變化，當負載輕時，功率因數(shù)cosψ降低，而交流電壓U～增加，引起電機過激;當過激嚴重時，甚至造成電流源逆變器負載側(cè)短路。當負載重時，功率因數(shù)cosψ增高，而使交流電壓U～減小，引起電機欠激;當欠激嚴重時，甚至造成電機停轉(zhuǎn)。為克服這個技術(shù)難題，世界上技術(shù)先進的國家在研究應(yīng)用電流源逆變器的異步電機調(diào)速的矢量控制法。但這種方法復雜，在工業(yè)上實用還有相當多的困難。目前工業(yè)上實際運用的電流源逆變器變頻調(diào)速的異步電機，仍然是使用Vf＝常數(shù)的控制方法，但這種方法只能在比較穩(wěn)定的負載下工作，而在負載變化較大的場合就不適用了。
本發(fā)明就是為了解決上述技術(shù)問題，克服V/f＝常數(shù)的控制方法存在的缺點，使電流源逆變頻調(diào)速的異步電機能在任意負載、任意頻率下穩(wěn)定運行，提出了一種新的控制方法-異步電機變頻調(diào)速的功率控制法。
本發(fā)明的要點是：在維持電流源逆變器直流側(cè)與交流側(cè)的有功功率相等的條件下，控制直流側(cè)電壓Ud，而實現(xiàn)異步電機變頻調(diào)速。
表達式：UdId＝3]]>U～I～cosψ
Ud＝3]]>U～cosψI～/Id
由電流源逆變器的特性決定了I～/Id＝常數(shù)，此常數(shù)取決于接線方式。
∴Ud＝KU～cosψ
式中：Ud-電流源逆變器直流側(cè)電壓
Id-電流源逆變器直流側(cè)電流
U～-電流源逆變器交流側(cè)電壓
I～-電流源逆變器交流側(cè)電流
cosψ-異步電機功率因數(shù)
K-常數(shù)
因此，Ud與U～cosψ的乘積成正比。
實施步驟：
1.將負載特性和工作條件輸入計算機，繪制Ud/f函數(shù)曲線。
2.在運行中連續(xù)檢測出實際負載下的Ud和U～值，輸入計算機，計算出相應(yīng)的cosψ值?；蛑苯舆B續(xù)檢測出cosψ值輸入計算機，此cosψ值被輸入到Ud控制環(huán)內(nèi)，作為一個參量與Ud/f函數(shù)相乘，并將它作為U～的給定值，實現(xiàn)Ud的閉環(huán)調(diào)節(jié)，使Ud與實際負載相適應(yīng)，實現(xiàn)Ud與U～cosψ成正比即Ud＝KU～cosψ，以及速度閉環(huán)的變頻調(diào)速。
3.當需要超同步速度運行時，此時頻率超過工頻，Ud/f函數(shù)關(guān)系仍然能維持電流源逆變器兩側(cè)有功功率相等，U～限制在380V弱磁運行，負載電流不超過電機額定電流。
本發(fā)明實施例：完成了控制17KW電機在各種負載下運行。完成了一臺電機帶負載，另一臺電機空載，由同一臺電流源逆變器供電的多臺異步電機的運行。
實踐證明本發(fā)明有以下效果：
1.本發(fā)明使電流源逆變器變頻調(diào)速的異步電機可在負載變化的情況下穩(wěn)定運行，保證了運行的穩(wěn)定性和可靠性。
2.本發(fā)明可用于水泵、風機類異步電機的交流調(diào)速，以節(jié)約電能，可節(jié)電10～30%。也可用于各類要求閉環(huán)調(diào)速的異步電機，滿足各類生產(chǎn)機械用于惡劣工作環(huán)境的要求。
3.本發(fā)明可用于多臺電動機傳動并在不同負載下運行的異步電機調(diào)速系統(tǒng)。
4.本發(fā)明既可用在工頻以下恒勵磁運行，也可用在工頻以上弱磁運行，最高速度受電機本身的結(jié)構(gòu)限制。
【附注】：現(xiàn)有技術(shù)的有關(guān)文獻：
1.Vf＝常數(shù)的有關(guān)文獻：
“可控硅變頻調(diào)速（續(xù)輯）”
科學文獻出版社重慶分社出版
2.矢量控制的有關(guān)文獻：
“異步電動機變頻調(diào)速的矢量變換控制系統(tǒng)（上、下）”
“電氣傳動”雜志1984年4、5期
1、一種異步電機變頻調(diào)速的方法，它包含用電流源逆變器實現(xiàn)變頻控制異步電機轉(zhuǎn)速的方法，其特征在于在維持電流源逆變器直流側(cè)與交流側(cè)的有功功率相等的條件下，控制直流側(cè)電壓Ud，實現(xiàn)異步電機在不同負載、不同頻率下激磁電流恒定的變頻調(diào)速的功率控制法。
2、一種按照權(quán)利要求1所述的異步電機變頻調(diào)速的功率控制法，其特征在于連續(xù)檢測出實際負載下的U～和Ud值，計算出相應(yīng)的cosψ值，或直接連續(xù)檢測出cosψ值，將此cosψ值輸入到Ud控制環(huán)內(nèi)，作為一個參量與Ud/f函數(shù)相乘，乘積作為U～的給定值并實現(xiàn)異步電機端電壓U～的閉環(huán)調(diào)節(jié)，以及速度閉環(huán)的變頻調(diào)速。
3、一種按照權(quán)利要求1所述的異步電機變頻調(diào)速的功率控制法，其特征在于它包含有依據(jù)不同負載特性和工作條件編制Ud/f函數(shù)曲線的制作方法。
4、一種按照權(quán)利要求1、2所述的異步電機的變頻調(diào)速的功率控制法，其特征在于當頻率在工頻以上時，仍能使異步電機超同步弱磁運行。