AB 1771-P4R1、矢量控制方式
矢量控制,最簡(jiǎn)單的說,就是將交流電機(jī)調(diào)速通過一系列等效變換,等效成直流電機(jī)的調(diào)速特性,就這么簡(jiǎn)單,至于深入了解,那就得深入了解變頻器的數(shù)學(xué)模型,電機(jī)學(xué)等學(xué)科。
矢量控制原理是模仿直流電動(dòng)機(jī)的控制原理,根據(jù)異步電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型,利用一系列坐標(biāo)變換把定子電流矢量分解為勵(lì)磁分量和轉(zhuǎn)矩分量,對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩電流分量和勵(lì)磁分量分別進(jìn)行控制。
在轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向后實(shí)現(xiàn)磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)矩的解耦,從而達(dá)到控制異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的目的,使異步電機(jī)得到接近他勵(lì)直流電機(jī)的控制性能。具體做法是將異步電動(dòng)機(jī)的定子電流矢量分解為產(chǎn)生磁場(chǎng)的電流分量(勵(lì)磁電流)和產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電流分量(轉(zhuǎn)矩電流)分別加以控制,并同時(shí)控制兩分量間的幅值和相位,即控制定子電流矢量,所以稱這種控制方式稱為矢量控制方式。
2、V/F控制方式
V/F控制,就是變頻器輸出頻率與輸出電壓的比值為恒定值或成比例。例如,50HZ時(shí)輸出電壓為380V的話,則25HZ時(shí)輸出電壓為190V。
變頻器采用V/F控制方式時(shí),對(duì)電機(jī)參數(shù)依賴不大,V/f控制是為了得到理想的轉(zhuǎn)矩-速度特性,基于在改變電源頻率進(jìn)行調(diào)速的同時(shí),又要保證電動(dòng)機(jī)的磁通不變的思想而提出的,通用型變頻器基本上都采用這種控制方式。V/f控制變頻器結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單,但是這種變頻器采用開環(huán)控制方式,不能達(dá)到較高的控制性能,而且,在低頻時(shí),必須進(jìn)行轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償,以改變低頻轉(zhuǎn)矩特性。
3、V/F這種控制方式多用于風(fēng)機(jī)、泵類節(jié)能型變頻器。V與f的比例關(guān)系是考慮了電機(jī)特性而預(yù)先決定的。
4、矢量控制的應(yīng)用場(chǎng)合一般是要求比較高的傳動(dòng)場(chǎng)合。比如要求的恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速范圍指標(biāo)高,恒功率調(diào)速的范圍比較寬。而且,矢量控制不同于V/F控制,它在低速時(shí)可以輸出100%的力矩,而V/F控制在低速時(shí)因力矩不夠而無法工作!5、V/F控制特點(diǎn)——以控制速度為目的,控制特點(diǎn)控制精度不高,低速時(shí),力矩明顯小,常用于變頻器一拖多場(chǎng)合下。
矢量控制——它有速度閉環(huán),即從負(fù)載端測(cè)出實(shí)際的速度,并與給定值進(jìn)行比較,能夠得到更高精度的速度控制,并且在低速時(shí),也有最高的力矩輸出。
二、矢量控制系統(tǒng)原理
思路:矢量調(diào)速的目標(biāo)——直流調(diào)速;努力實(shí)現(xiàn)勵(lì)磁電流與電樞電流的獨(dú)立控制;勵(lì)磁電流與電樞電流互差90度角。
原理:矢量控制的基本原理是通過測(cè)量和控制異步電動(dòng)機(jī)定子電流矢量,根據(jù)磁場(chǎng)定向原理分別對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流和轉(zhuǎn)矩電流進(jìn)行控制,從而達(dá)到控制異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的目的。具體是將異步電動(dòng)機(jī)的定子電流矢量分解為產(chǎn)生磁場(chǎng)的電流分量(勵(lì)磁電流)和產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電流分量(轉(zhuǎn)矩電流)分別加以控制,并同時(shí)控制兩分量間的幅值和相位,即控制定子電流矢量,所以稱這種控制方式稱為矢量控制方式。矢量控制方式又有基于轉(zhuǎn)差頻率控制的矢量控制方式、無速度傳感器矢量控制方式和有速度傳感器的矢量控制方式等。
比較:基于轉(zhuǎn)差頻率控制的矢量控制方式同樣是在進(jìn)行U/f=恒定控制的基礎(chǔ)上,通過檢測(cè)異步電動(dòng)機(jī)的實(shí)際速度n,并得到對(duì)應(yīng)的控制頻率f,然后根據(jù)希望得到的轉(zhuǎn)矩,分別控制定子電流矢量及兩個(gè)分量間的相位,對(duì)通用變頻器的輸出頻率f進(jìn)行控制的;谵D(zhuǎn)差頻率控制的矢量控制方式的最大特點(diǎn)是,可以消除動(dòng)態(tài)過程中轉(zhuǎn)矩電流的波動(dòng),從而提高了通用變頻器的動(dòng)態(tài)性能。早期的矢量控制通用變頻器基本上都是采用的基于轉(zhuǎn)差頻率控制的矢量控制方式。
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