专 辑 驱 动 装 置 与 电 源 技 术

富 士 时 报 Vol.C1 No.1 2009
通 用 变 频 器 与 伺 服 系 统 的 最 新 技 术
图 2 伺 服 系 统 的 产 品 系 列
图 3 永 磁 电 机 的 无 传 感 器 矢 量 控 制 模 块
专
辑
图 4 永 磁 电 机 驱 动 专 用 的 FRENIC-MEGA 系 列 产 品 及 标 准 永
磁 电 机 的 外 观
最 新 技 术 与 适 用 实 例
3.1 通 用 变 频 器
⑴ 同 步 驱 动 系 统
永 磁 同 步 电 机 与 传 统 感 应 电 机 相 比 更 加 高 效 且 节 能 减 排 。
下 面 介 绍 永 磁 同 步 电 机 以 及 由 永 磁 电 机 和 专 用 变 频 器 组 合 的
永 磁 同 步 驱 动 系 统 。
永 磁 电 机 驱 动 专 用 “FRENIC-MEGA 系 列 ”
用 于 永 磁 电 机 的 变 频 器 沿 用 了 以 往 优 秀 的 无 传 感 器 矢
量 控 制 技 术 , 在 无 传 感 器 条 件 下 实 现 对 永 磁 电 机 的 高 精 度
扭 矩 控 制 和 速 度 控 制 的 同 时 , 提 高 了 装 置 的 运 行 效 率 。
图 3 所 示 为 永 磁 电 机 的 无 传 感 器 矢 量 控 制 模 块 。
1 高 精 度 的 扭 矩 控 制 和 速 度 控 制
位 置 · 速 度 测 定 器 安 装 了 永 磁 电 机 用 电 压 方 程 式 模
块 , 它 可 以 根 据 电 压 指 令 值 和 实 际 电 流 值 来 测 算 出 转 子
的 速 度 和 磁 极 的 位 置 。 通 过 对 转 子 速 度 和 磁 极 位 置 进 行
正 确 的 扭 矩 演 算 实 现 了 高 精 度 的 扭 矩 控 制 和 速 度 控 制 。
2 高 效 运 行
本 控 制 方 式 能 通 过 磁 通 量 指 令 演 算 器 与 电 流 指 令 演
算 器 对 磁 通 量 进 行 控 制 , 以 最 小 电 流 值 实 现 最 大 扭 矩 ,
从 而 提 高 运 行 效 率 。
当 转 子 转 速 超 过 基 础 转 速 时 , 永 磁 电 机 的 末 端 电 压
( 按 照 速 度 比 例 分 配 的 感 应 电 压 ) 将 会 超 过 变 频 器 的 最
大 输 出 电 压 值 , 导 致 使 用 者 无 法 有 效 控 制 末 端 电 压 , 也
就 无 法 对 电 流 进 行 正 确 的 控 制 , 从 而 影 响 电 机 的 稳 定 运
行 。FRENIC-MEGA 系 列 产 品 通 过 控 制 磁 通 量 , 保 证
永 磁 电 机 的 末 端 电 压 不 会 超 过 变 频 器 的 最 大 输 出 电 压 。
因 此 , 设 备 运 转 的 稳 定 性 和 效 率 大 大 提 高 。
3 离 线 自 动 调 节 功 能
要 实 现 无 传 感 器 矢 量 控 制 和 高 效 运 行 , 就 须 掌 握 永
磁 电 机 的 电 气 常 量 信 息 ( 电 机 子 电 阻 、 电 感 、 诱 发 电 压 )。
FRENIC-MEGA 系 列 产 品 具 有 自 动 测 定 这 些 电 气 常 量
的 功 能 。
根 据 离 线 自 动 调 节 功 能 测 得 的 电 气 常 量 信 息 , 系 统
将 自 动 把 各 调 节 器 的 控 制 指 数 调 整 到 最 佳 值 。 用 户 不 需
要 进 行 繁 杂 的 参 数 设 定 , 方 便 发 挥 出 系 统 的 最 佳 效 率 。
此 外 , 这 一 功 能 还 能 对 具 有 高 速 永 磁 电 机 等 特 殊 规
格 的 永 磁 电 机 进 行 无 传 感 器 驱 动 。
永 磁 电 机
1 标 准 永 磁 电 机
永 磁 电 机 在 产 生 磁 场 方 面 不 发 生 能 量 损 失 , 转 子 部
分 产 生 的 热 能 也 非 常 少 , 所 以 与 传 统 感 应 电 机 相 比 能 量
损 失 非 常 少 。 此 外 , 因 为 定 子 容 积 缩 小 , 相 应 的 冷 却 需
求 也 随 之 降 低 , 可 以 大 大 缩 小 电 机 的 规 格 。 富 士 电 机 的
标 准 永 磁 电 机 比 标 准 感 应 电 机 一 般 要 小 1 〜 2 个 规 格 ,
体 积 平 均 减 少 35%, 质 量 则 平 均 减 少 达 40%, 实 现
了 小 型 化 与 轻 量 化 。 因 此 , 装 备 电 机 的 机 械 设 备 也 可 实
现 小 型 化 、 轻 量 化 。
此 外 , 标 准 永 磁 电 机 的 单 体 效 率 达 到 了
IEC60034-30 ⑴ 规 定 的 IE3 级 水 准 , 比 仅 达 到 IE1 级 要
求 的 标 准 感 应 电 机 具 有 更 好 的 节 能 减 排 效 果 。
该 类 产 品 有 三 相 200 V 系 列 和 三 相 400 V 系
列 , 其 容 量 范 围 分 别 为 11-90 kW(200V) 和 11-
300 kW(400 V)。 根 据 是 否 配 备 传 感 器 可 分 为 无 传 感
器 系 列 和 配 传 感 器 系 列 。
图 4 展 示 了 FRENIC-MEGA 系 列 及 标 准 永 磁 电 机 。
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