PID控制在变频调速中的应用研究.pdf

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1、行业应用与交流自动化技术与应用》2011年第3O卷第8期ndustrialApplicationsandCommunicationsPID控制在变频调速中的应用研究苏革平(中冶天工集团有限公司机电安装分公司，辽宁盘锦300308)摘要：本文以锅炉供水为例，介绍了PID控制在变频凋速中的应用研究，包括变频调速的节能分析、PID变频调速控制系统实验装置的设计实现，给出了实际调试变频调速的参数，分析了参数整定时遇到的问题。关键词：PID控制，变频渊速，节能中罔分类号：TP29文献标识码：B文章编号：1O037241(201i)08—0105—05ApplicationStudyofPIDCont

2、rolFrequencyControlSUGe-ping(ChinaMetallurgicalGroupCo．，Ltd．ElectricalinstallationbranchHeavenly，Panjin300308China)Abstract：Thispapertakestheboilerwaterasexample，describesthePIDcontrolTechnologyintheapplicationoffrequencycontrol，includingenergy—savinganalysisoffrequencycontrol，PIDControlSystemfort

3、hedesignandimplementationofexperimentaldevices，practicaldebuggingfrequencymodulationisgivenSpeedparametersoftheparameteradjust—menttimeproblems．Keywords：PIDcontrol；frequencycontrol；energysaving1引言可知，当极对数P不变时，电机转子转速n与定子电源变频供水系统是通过变频器调节异步电机的转频率．成正比，因此连续调节异步电机供电电源频率，速，从而改变水泵的出水流量而实现恒压供水的。因就可以连续平滑地调节电

4、机的同步转速，从而调节转子此，供水系统变频的实质是异步电动机的变频调速，而的转速。异步电动机的变频调速是通过改变定子供电频率来改变频调速时，从高速到低速可以保持有限的转差变同步转速，从而实现调速的。根据异步电动机转差率，因而变频调速具有高效率、高精度、调速范围广、率的定义：平滑性较高、机械特性较硬的优点，已成为交流调速的首选方案和主要发展方向。：：1一(1)，z0，zO异步电机的同步转速为：2水泵变频调速的节能原理近年来，出于节能的迫切需要和对产品质量不断提：(2)高的要求，加之采用变频器易操作、免维护、控制精度P高，并可以实现高功能化等特点；因而采用变频器驱动的异步电机的转速为：方案开始

5、逐步取代风门、挡板、阀门的控制方案。二，z=，z0(1一)=(、3-，)，一般来说，泵负载转矩与速度的平方成正比，轴功P率与转速的立方成正比。因此，用变频器改变其转速，其中：，zo为电机同步转速(理想空载转速)；n为电可以获得显著的节能效果。而采用常用的出口挡板控机转子转速；为电源频率；p为电动机极对数。由式制，当开度减小时，阻力增加，不适宜大范围调节流量，收稿日期：2011—01—06在低速区域轴功率减少不多，从节能的角度来看是不适“自动化技术与应用》2o11年第3o卷第8期彳亍业应用与交流宜的。采用入口挡板控制，虽然比出口挡板控制流量调H节范围广，减小开度时轴功率大体与流量成比例下降，

6、l{2但节能效果仍然不及变频调速。由图1～3可以说明泵变频调速的节能原理。曲线(1)为泵在给定转速下满负H1荷即系统阀门全开运行时的扬程(压头)、流量点和效率点的轨迹；曲线(2)为部分负荷时，系统阀门部分开启时的阻力特性曲线，即泵要克服磨擦，压力随流量的平方而变化。泵的运行工况点是泵的特性曲线与管路阻力曲线的交点，当用阀门控制时，由于要减少流量，就要关小阀门，使阀门的磨擦阻力变大，阻力曲线从(1)移到(2)，图3泵变频前后的特性曲线扬程则从】移到日2，流量从Q】减小到Q2，运行工况由式(3)可见，当平滑地改变异步电动机的供电频率点从C，点移到C，点。从图中可以看出，流量虽然减f时，即可改变

7、电动机转子的转速n。根据水泵的相似定少，扬程(压头)反而增加，轴功率P比调节前减少不多。律，变速前后流量、扬程、功率与转速之间关系为：若采用变频调速，随着转速下降，扬程(压头)——流量特性变为图2中的曲线1，系统工况点也由C，点变到C，==Q，㈥nn22日22／lP22／点，代表轴功率的面积比采用挡板调节时显著减少，两式中P、H】、Q为转速n时的功率、扬程、流量；者之差即是节省的轴功率，即为图3中的矩形P，、H，、Q，为