一種模擬串勵直流電機軟特性的交流變頻調速方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及礦用特種蓄電池車輛的變頻調速技術，具體是一種模擬串勵直流電機軟特性的交流變頻調速方法。
【背景技術】
[0002]目前，礦用特種蓄電池車輛普遍采用低壓DC/AC變頻調速系統(tǒng)來牽引，以替代傳統(tǒng)的串勵直流電機。然而實踐表明，相較于傳統(tǒng)的串勵直流電機，低壓DC/AC變頻調速系統(tǒng)雖然具有諸多優(yōu)點，但其由于自身原理所限，無法具備傳統(tǒng)串勵直流電機低速大轉矩、高速小轉矩的軟特性，導致其存在機械特性曲線過硬的問題，由此導致其存在功率因數(shù)低下、運行效率低下的問題，從而導致車輛的續(xù)航里程縮短。基于此，有必要發(fā)明一種全新的交流變頻調速方法，以解決現(xiàn)有低壓DC/AC變頻調速系統(tǒng)機械特性曲線過硬的問題。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有低壓DC/AC變頻調速系統(tǒng)機械特性曲線過硬的問題，提供了一種模擬串勵直流電機軟特性的交流變頻調速方法。
[0004]本發(fā)明是采用如下技術方案實現(xiàn)的:一種模擬串勵直流電機軟特性的交流變頻調速方法，該方法是采用如下步驟實現(xiàn)的:
O假設交流電機輸出最大轉矩時的最高轉速為nl，假設交流電機的額定轉速為n2，假設交流電機的最高轉速為n3，且nl < n2 < n3 ;將交流電機的輸入端與變頻器的輸出端連接;
2)恒轉矩段控制:當交流電機用于重載啟動和滿載爬坡時，變頻器采用轉矩矢量控制方式控制交流電機的轉矩保持為最大轉矩，并將交流電機的最大功率限制為額定功率，同時將交流電機的最高轉速限制為nl ;當負載轉矩>交流電機的轉矩時，交流電機的轉速自動降低；當負載轉矩<交流電機的轉矩時，交流電機的轉速保持為nl ;
3)恒功率段控制:當交流電機用于滿載平路行駛時，變頻器采用功率給定控制方式控制交流電機的功率保持為額定功率，并將交流電機的最高轉速限制為n2 ;當負載轉矩>交流電機的轉矩時，交流電機的轉速自動降低；當負載轉矩<交流電機的轉矩時，交流電機的轉速與轉矩成反比；
4)高速段控制:當交流電機用于空載行駛時，變頻器采用轉矩給定控制方式控制交流電機的轉矩保持恒定，并將交流電機的最大功率限制為額定功率，同時將交流電機的最高轉速限制為n3 ;當負載轉矩>交流電機的轉矩時，交流電機自動減速；當負載轉矩<交流電機的轉矩時，交流電機的轉速保持為n3。
[0005]與現(xiàn)有低壓DC/AC變頻調速系統(tǒng)相比，本發(fā)明所述的一種模擬串勵直流電機軟特性的交流變頻調速方法通過對交流電機采用分段控制策略，使得交流電機具備了傳統(tǒng)串勵直流電機低速大轉矩、高速小轉矩的軟特性，由此其有效軟化了機械特性曲線，從而顯著提高了功率因數(shù)和運行效率，進而大幅延長了車輛的續(xù)航里程。
[0006]本發(fā)明有效解決了現(xiàn)有低壓DC/AC變頻調速系統(tǒng)機械特性曲線過硬的問題，適用于礦用特種蓄電池車輛。
【附圖說明】
[0007]圖1是本發(fā)明的原理示意圖。
【具體實施方式】
[0008]—種模擬串勵直流電機軟特性的交流變頻調速方法，該方法是采用如下步驟實現(xiàn)的:
O假設交流電機輸出最大轉矩時的最高轉速為nl，假設交流電機的額定轉速為n2，假設交流電機的最高轉速為n3，且nl < n2 < n3 ;將交流電機的輸入端與變頻器的輸出端連接;
2)恒轉矩段控制:當交流電機用于重載啟動和滿載爬坡時，變頻器采用轉矩矢量控制方式控制交流電機的轉矩保持為最大轉矩，并將交流電機的最大功率限制為額定功率，同時將交流電機的最高轉速限制為nl ;當負載轉矩>交流電機的轉矩時，交流電機的轉速自動降低；當負載轉矩<交流電機的轉矩時，交流電機的轉速保持為nl ;
3)恒功率段控制:當交流電機用于滿載平路行駛時，變頻器采用功率給定控制方式控制交流電機的功率保持為額定功率，并將交流電機的最高轉速限制為n2 ;當負載轉矩>交流電機的轉矩時，交流電機的轉速自動降低；當負載轉矩<交流電機的轉矩時，交流電機的轉速與轉矩成反比；
4)高速段控制:當交流電機用于空載行駛時，變頻器采用轉矩給定控制方式控制交流電機的轉矩保持恒定，并將交流電機的最大功率限制為額定功率，同時將交流電機的最高轉速限制為n3 ;當負載轉矩>交流電機的轉矩時，交流電機自動減速；當負載轉矩<交流電機的轉矩時，交流電機的轉速保持為n3。
[0009]具體實施時，所述步驟2)中，交流電機的最大轉矩為額定轉矩的5倍。
【主權項】
1.一種模擬串勵直流電機軟特性的交流變頻調速方法，其特征在于:該方法是采用如下步驟實現(xiàn)的: 1)假設交流電機輸出最大轉矩時的最高轉速為nl，假設交流電機的額定轉速為n2，假設交流電機的最高轉速為n3，且nl < n2 < n3 ;將交流電機的輸入端與變頻器的輸出端連接; 2)恒轉矩段控制:當交流電機用于重載啟動和滿載爬坡時，變頻器采用轉矩矢量控制方式控制交流電機的轉矩保持為最大轉矩，并將交流電機的最大功率限制為額定功率，同時將交流電機的最高轉速限制為nl ;當負載轉矩>交流電機的轉矩時，交流電機的轉速自動降低；當負載轉矩<交流電機的轉矩時，交流電機的轉速保持為nl ; 3)恒功率段控制:當交流電機用于滿載平路行駛時，變頻器采用功率給定控制方式控制交流電機的功率保持為額定功率，并將交流電機的最高轉速限制為n2 ;當負載轉矩>交流電機的轉矩時，交流電機的轉速自動降低；當負載轉矩<交流電機的轉矩時，交流電機的轉速與轉矩成反比； 4)高速段控制:當交流電機用于空載行駛時，變頻器采用轉矩給定控制方式控制交流電機的轉矩保持恒定，并將交流電機的最大功率限制為額定功率，同時將交流電機的最高轉速限制為n3 ;當負載轉矩>交流電機的轉矩時，交流電機自動減速；當負載轉矩<交流電機的轉矩時，交流電機的轉速保持為n3。2.根據(jù)權利要求1所述的一種模擬串勵直流電機軟特性的交流變頻調速方法，其特征在于:所述步驟2)中，交流電機的最大轉矩為額定轉矩的5倍。
【專利摘要】本發(fā)明涉及礦用特種蓄電池車輛的變頻調速技術，具體是一種模擬串勵直流電機軟特性的交流變頻調速方法。本發(fā)明解決了現(xiàn)有低壓DC/AC變頻調速系統(tǒng)機械特性曲線過硬的問題。一種模擬串勵直流電機軟特性的交流變頻調速方法，該方法是采用如下步驟實現(xiàn)的：1）將交流電機的輸入端與變頻器的輸出端連接；2）當交流電機用于重載啟動和滿載爬坡時，變頻器采用轉矩矢量控制方式控制交流電機的轉矩保持為最大轉矩；3）當交流電機用于滿載平路行駛時，變頻器采用功率給定控制方式控制交流電機的功率保持為額定功率；4）當交流電機用于空載行駛時，變頻器采用轉矩給定控制方式控制交流電機的轉矩保持恒定。本發(fā)明適用于礦用特種蓄電池車輛。
【IPC分類】H02P23/00, H02P27/06
【公開號】CN105162383
【申請?zhí)枴緾N201510608031
【發(fā)明人】曹建文, 馮化, 劉國鵬, 姜銘, 許連丙, 布朋生, 呼守信, 賈運紅, 薛志勇, 張小剛, 張愛榮
【申請人】中國煤炭科工集團太原研究院有限公司, 山西天地煤機裝備有限公司
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年9月23日