我公司在6kV 1400kW的一次風(fēng)機(jī)上使用的是變頻控制,其中一臺運(yùn)行一年后發(fā)生“IOC”信號,高壓變頻器跳閘。對此我們進(jìn)行研究解決方法。
該高壓變頻器采用的是矢量控制模型,目前高壓變頻器大多使用矢量控制方式來控制感應(yīng)電機(jī)及同步電機(jī)。圖1-1給出了一種高壓變頻器的矢量控制算法簡圖。它由以下幾個(gè)基本模塊組成:馬達(dá)模型、電流調(diào)節(jié)器、磁通與速度調(diào)節(jié)器及前饋補(bǔ)償環(huán)節(jié)。
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圖1-1感應(yīng)電機(jī)及同步電機(jī)矢量控制框圖[/align]
該高壓變頻器發(fā)生“IOC”信號跳閘時(shí),速度為82%,電流大約為100A(電機(jī)額定電力為158A,變頻器過流保護(hù)為240A)。從圖1-1知道,電流過流與電流測量回路有密切關(guān)系。于是用示波器觀測電機(jī)電流,發(fā)現(xiàn)其中含有直流成分大約55毫伏,大于正常直流分量50毫伏??赡苁侵绷鞣至繉?dǎo)致計(jì)算Id(電機(jī)電流的激磁分量)Iqs(電機(jī)電流轉(zhuǎn)矩分量)時(shí)積分器飽和,從而發(fā)生過流。
由于該高壓變頻器接地不良,所以決定改善接地系統(tǒng)。接地改善后,用示波器觀測電機(jī)電流波形,其中直流分量為12 毫伏。高壓變頻器投入正常運(yùn)行,一段時(shí)間后,又發(fā)生過壓保護(hù)跳機(jī)。 跳機(jī)時(shí)高壓變頻器運(yùn)行速度為85%,電流為110A。 這說明,改善接地后,電機(jī)電流中的直流分量減少了,系統(tǒng)工作比以前穩(wěn)定,但仍然沒有得到徹底解決。
既然電流測量回路沒有問題,還有什么變量會(huì)導(dǎo)致過流呢? 從圖1-1知道,F(xiàn)lusDs也會(huì)導(dǎo)致過流。 于是我們決定觀測FluxDS 的變化情況。 FluxDS就是電機(jī)磁通D軸分量,由于Q軸分量為零,所以等于電機(jī)的磁通,電機(jī)磁通定義為電機(jī)電壓/定子頻率(rad/s)。磁通(其單位為伏-秒)也相當(dāng)于(但不等于)壓/頻比。它是有電機(jī)相電壓經(jīng)過積分計(jì)算得到。正常情況下,應(yīng)該為常數(shù)。圖1-2為FluxDS 波形(最上面一條曲線)。
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圖 1-2 更換浪涌吸收器前FluxDS 波形[/align]
從圖1-2 可以看出,F(xiàn)luxDs根本就不是常數(shù),波動(dòng)非常大。用示波器觀測電機(jī)電壓波形發(fā)現(xiàn)有些許畸變。 如圖 1-3所示
圖 1-3 電機(jī)相電壓波形(Ch1)和相電流取反后的波形(ch2)懷疑電壓測量板有問題,但更換后現(xiàn)象依舊。懷疑正弦PWM信號有問題,更換PWM信號板,現(xiàn)象依舊。 唯一沒有更換的就是電壓測量回路并聯(lián)的浪涌吸收器。圖1-4為更換浪涌吸收器后,F(xiàn)luxDs 波形。
從圖1-4知道,F(xiàn)luxDs幾乎為常數(shù)。用示波器觀測電機(jī)電壓波形沒有發(fā)現(xiàn)畸變。為了進(jìn)一步驗(yàn)證,我們換上舊的浪涌吸收器,變頻器運(yùn)行一會(huì)后又出現(xiàn)過流。目前變頻器工作穩(wěn)定可靠。從這次變頻器過流保護(hù)來看,電流過流不一定是由電流波動(dòng)引起的。電壓些許畸變導(dǎo)致磁通的激烈變化波動(dòng),才是電流波動(dòng)的根本原因。