2024年9月6日发(作者:随豫)
变频器的V/F控制 与矢量控制
U/f=C的正弦脉宽调制〔SPWM〕控制方式
其特点是控制电路构造简单、本钱较低,机械特性硬度也较好,
可以满足一般传动的平滑调速要求,已在产业的各个领域得到广泛应
用。但是,这种控制方式在低频时,由于输出电压较低,转矩受定子
电阻压降的影响比较显著,使输出最大转矩减小。另外,其机械特性
终究没有直流电动机硬,动态转矩才能和静态调速性能都还不尽如人
意,且系统性能不高、控制曲线会随负载的变化而变化,转矩响应慢、
电机转矩利用率不高,低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在而
性能下降,稳定性变差等。因此人们又研究出矢量控制变频调速。
矢量控制〔VC〕方式
矢量控制变频调速的做法是将异步电动机在三相坐标系下的定
子电流Ia、Ib、Ic、通过三相-二相变换,等效成两相静止坐标系下
的交流电流Ia1Ib1,再通过按转子磁场定向旋转变换,等效成同步旋
转坐标系下的直流电流Im1、It1〔Im1相当于直流电动机的励磁电流;
It1相当于与转矩成正比的电枢电流〕,然后模拟直流电动机的控制
方法,求得直流电动机的控制量,经过相应的坐标反变换,实现对异
步电动机的控制。其本质是将交流电动机等效为直流电动机,分别对
速度,磁场两个分量进展独立控制。通过控制转子磁链,然后分解定
子电流而获得转矩和磁场两个分量,经坐标变换,实现正交或解耦控
制。矢量控制方法的提出具有划时代的意义。然而在实际应用中,由
于转子磁链难以准确观测,系统特性受电动机参数的影响较大,且在
等效直流电动机控制过程中所用矢量旋转变换较复杂,使得实际的控
制效果难以到达理想分析的结果。
V/F控制与矢量都是恒转矩控制。U/F相对转矩可能变化大一些。而
矢量是根据需要的转矩来调节的,相对不好控制一些。对普通用途。
两者一样
1、矢量控制方式——
矢量控制,最简单的说,就是将交流电机调速通过一系列等效变换,
等效成直流电机的调速特性,就这么简单,至于深化理解,那就得深
化理解变频器的数学模型,电机学等学科。
矢量控制原理是模拟直流电动机的控制原理,根据异步电动机的动态
数学模型,利用一系列坐标变换把定子电流矢量分解为励磁分量和转
矩分量,对电机的转矩电流分量和励磁分量分别进展控制。
在转子磁场定向后实现磁场和转矩的解耦,从而到达控制异步电动
机转矩的目的,使异步电机得到接近他励直流电机的控制性能。
详细做法是将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流
分量 (励磁电流)和产生转矩的电流分量(转矩电流)分别加以控制,并
同时控制两分量间的幅值和相位,即控制定子电流矢量,所以称这种
控制方式称为矢量控制方式。
2、V/F控制方式——
V/F控制,就是变频器输出频率与输出电压的比值为恒定值或成比
例。例如,50HZ时输出电压为380V的话,那么25HZ时输出电压
为190V。
变频器采用V/F控制方式时,对电机参数依赖不大,V/f控制是为
了得到理想的转矩-速度特性,基于在改变电源频率进展调速的同时,
又要保证电动机的磁通不变的思想而提出的,通用型变频器根本上都
采用这种控制方式。V/f控制变频器构造非常简单,但是这种变频器
采用开环控制方式,不能到达较高的控制性能,而且,在低频时,必
须进展转矩补偿,以改变低频转矩特性。
3、V/F这种控制方式多用于风机、泵类节能型变频器。V与f的比例
关系是考虑了电机特性而预先决定的。
4、矢量控制的应用场合一般是要求比较高的传动场合。比方要求的
恒转矩调速范围指标高,恒功率调速的范围比较宽。
而且,矢量控制不同于V/F控制,它在低速时可以输出100%的力
矩,而V/F控制在低速时因力矩不够而无法工作。
5、V/F控制特点——以控制速度为目的,控制特点控制精度不高,
低速时,力矩明显小,常用于变频器一拖多场合下。
矢量控制——它有速度闭环,即从负载端测出实际的速度,并与给
定值进展比较,可以得到更高精度的速度控制,并且在低速时,也有
最高的力矩输出。
二、 矢量控制系统原理
思路:矢量调速的目的——直流调速;努力实现励磁电流与电枢电流
的独立控制;励磁电流与电枢电流互差90度角。
原理:矢量控制的根本原理是通过测量和控制异步电动机定子电流矢
量,根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进展
控制,从而到达控制异步电动机转矩的目的。详细是将异步电动机的
定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量 (励磁电流) 和产生转
矩的电流分量 (转矩电流) 分别加以控制,并同时控制两分量间的
幅值和相位,即控制定子电流矢量,所以称这种控制方式称为矢量控
制方式。矢量控制方式又有基于转差频率控制的矢量控制方式、无速
度传感器矢量控制方式和有速度传感器的矢量控制方式等。
比较:基于转差频率控制的矢量控制方式同样是在进展U / f =
恒定控制的根底上,通过检测异步电动机的实际速度n,并得到对应
的控制频率f,然后根据希望得到的转矩,分别控制定子电流矢量及
两个分量间的相位,对通用变频器的输出频率f进展控制的。基于转
差频率控制的矢量控制方式的最大特点是,可以消除动态过程中转矩
电流的波动,从而进步了通用变频器的动态性能。早期的矢量控制通
用变频器根本上都是采用的基于转差频率控制的矢量控制方式。
三、 矢量控制的实现
矢量控制根本理念 旋转地只留绕组磁场无论是在绕组的构造上,
还是在控制的方式上,都和直流电动机最相似。
设想,有两个互相垂直的支流绕组同处于一个旋转体中,通入的是直
流电流,它们都由变频器给定信号分解而来的。
经过直交变换 将两个直流信号变为两相交流信号;在经二相、三
相变换得到三相交流控制信号;
结论只要控制直流信号中的任意一个,就可以控制三相交流控制信
号,也就控制了交流变频器的交流输出。
通过上述变换,将交流电机控制近似为直流电机控制
矢量控制的给定:
1、 在矢量控制的功能中,选择“用〞或“不用〞。
2、 在选择矢量控制后,还需要输入电动机的容量、极数、额定电流、
额定电压、额定功率等。
矢量控制是一电动机的根本运行数据为根据,因此,电动机的运行数
据就显得很重要,假设使用的电动机符合变频器的要求,且变频器容
量和电动机容量相吻合,变频器就自动搜寻电动机的参数,否那么就
需要重新测定。很多类型的变频器为了方便测量电动机的参数都设计
安排了电动机参数的自动测定功能。通过该功能可准确测定电动机的
参数,且提供给变频器的记忆单元,以便在矢量控制中使用。
矢量控制的要求:
1、 一台变频器只能带一台电动机;
2、 电动机的极数要按说明书的要求,一般以4极为佳;
3、 电动机容量与变频器的容量相当,最多差一个等级;
4、 变频器与电动机件的连线不能过长,一般应在30m以内,假设
超过30m,那么需要在连接好电缆后,进展离线自动调整,以重新
测定电动机的相关参数。
矢量控制的优点:
1、 动态的高速响应;
2、 低频转矩增大;
3、 控制灵敏;
矢量控制系统的应用范围:
1、 要求高速运转的工作机械;
2、 适应恶劣的工作环境;
3、 高精度的电力拖动;
4、 四象限运转;
上面各位讲的都是矢量控制的原理和优点,我想对于初学的也许不能
理解较深,简单一点讲,矢量控制就是,电机运行于一定速度时,如
负载增减,变频器可以很快调整电机的输出力矩而保持速度的恒定,
即动态的高速响应,高精度的电力拖动,而V/F控制时如负载增减时
速度会有较大变化后才能运行于原设定速度,对于启动过程为快速响
应设定频率输出,会有较高的启动转矩。
目前国内使用变频器的主要目的就是节能和调速,所以针对不同的使
用要求,也就出现了控制功能不同的变频器:常规V/F控制变频器和
矢量控制变频器。
常规V/F控制,电机的电压降会随着电机速度的降低而相对
增加,这就导致由于励磁缺乏而使电机不能获得足够的转矩〔特别是
在低频率时〕。也就是说常规V/F控制变频器在低频率时无法满足电
机额定转矩的输出。另外,在V/F控制中,用户根据负载情况预先设
定一种u/f曲线,变频器在工作时就根据输出频率的变化,按照曲线
特性调整其输出电压,也就是说V/F控制是使变频器按照事先安排好
的补偿程度工作,不能随负载的变化而改变。但是在以节能为目的和
对速度控制精度要求不高的场合V/F控制变频器以其优越的性价比
而得到广泛的应用。
矢量控制变频器的根本原理是,通过测量和控制异步电动机
定子电流矢量,根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转
矩电流进展控制,从而到达控制异步电动机转矩的目的。详细是将异
步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量 (励磁电
流) 和产生转矩的电流分量 (转矩电流) 分别加以控制,并同时
控制两分量间的幅值和相位,即控制定子电流矢量,所以称这种控制
方式称为矢量控制方式。由于矢量控制可以使得变频器根据频率和负
载情况实时的改变输出频率和电压,因此其动态性能相对完善。可以
对转矩进展准确控制;系统响应快;调速范围广;加减速性能好等特
点。在对转矩控制要求高的场合,以其优越的控制性能受到用户的赞
赏。
如今许多新型的通用型变频器也具备了矢量控制功能,只是
在参数设定时要求输入完好的电机参数。因为矢量控制是以电机的参
数为根据,因此完好的电机参数就显得尤其重要,以便变频器能有效
的识别电机,很好的对电机进展控制
矢量控制就是矢量控制,V/F 控制就是V/F控制,二者有本质的区别,控制性能
差异很大〞
1、矢量控制、V/F 控制,二者都是电机变频调速时,对电机磁场的控制;
2、V/F 控制:
1〕是一种粗略的简单的控制方式,即V/F=定值控制形式;
2〕它忽略了定子绕组电阻压降IoR对磁场的影响,V/F=定值控制形式,虽然阻
止了频率下降、磁场增大的主要问题,但是磁场不是恒定的,而是随着频率在
下降,造成低频时磁场弱、电机转矩缺乏;
3、矢量控制:
1〕矢量控制,不忽略定子绕组电阻压降IoR对磁场的影响,采用〔V-IoR〕/F=
定值控制形式,或者是励磁电流Io=定值控制形式;
2〕它不忽略定子绕组电阻压降IoR对磁场的影响,〔V-IoR〕/F=控制形式,或
者是励磁电流Io=定值控制形式,磁场是恒定的,而不是随着频率在下降,低频
时不存在磁场弱、电机转矩缺乏的问题;
3〕假设磁场能控制在电机设计参数上,变频调速时的运行参数与工频运行参数
的关系明确,可准确计算转子转速,实现无速度传感器的速度闭环控制;
4、矢量控制、V/F 控制,由于都是磁场控制,这两种控制方式在接近工频运
行时,磁场趋于一致,性能趋于一致,所以这两种控制的差异主要在低频端;
“‘当负载增大时,转子转速下降时,转差增大,转子感应电势、电流增大,
转矩增大,’补充一下,电流完全是开环失控状态,接下来的后果就是IGBT--
咚--的一声巨响,整台变频器灯灭灰飞(极端说法〕。〞
1、‘当负载增大时,转子转速下降时,转差增大,转子感应电势、电流增大,
转矩增大’是异步电机的工作转矩原理,有了这一条,异步电机才有可能在工
频运行了几个世纪!
2、假设负载严重过载,异步电机可能进入堵转区,如不及时停电停车,就会烧
电机;
3、变频人都懂这个道理,所以变频调速控制电路,设有电流失速保护电路;
4、谁也没有把‘当负载增大时,转子转速下降时,转差增大,转子感应电势、
电流增大,转矩增大’与失速保护看成矛盾的,而看成是相辅相成的!
常规V/F控制,电机的电压降会随着电机速度的降低而相对增加,这
就导致由于励磁缺乏而使电机不能获得足够的转矩〔特别是在低频率
时〕。也就是说常规V/F控制变频器在低频率时无法满足电机额定转
矩的输出。另外,在V/F控制中,用户根据负载情况预先设定一种
u/f曲线,变频器在工作时就根据输出频率的变化,按照曲线特性调
整其输出电压,也就是说V/F控制是使变频器按照事先安排好的补偿
程度工作,不能随负载的变化而改变。但是在以节能为目的和对速度
控制精度要求不高的场合V/F控制变频器以其优越的性价比而得到
广泛的应用。
矢量控制变频器的根本原理是,通过测量和控制异步电动机
定子电流矢量,根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转
矩电流进展控制,从而到达控制异步电动机转矩的目的。详细是将异
步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量 (励磁电
流) 和产生转矩的电流分量 (转矩电流) 分别加以控制,并同时
控制两分量间的幅值和相位,即控制定子电流矢量,所以称这种控制
方式称为矢量控制方式。由于矢量控制可以使得变频器根据频率和负
载情况实时的改变输出频率和电压,因此其动态性能相对完善。可以
对转矩进展准确控制;系统响应快;调速范围广;加减速性能好等特
点。在对转矩控制要求高的场合,以其优越的控制性能受到用户的赞
赏。
如今许多新型的通用型变频器也具备了矢量控制功能,只是在参
数设定时要求输入完好的电机参数。因为矢量控制是以电机的参数为
根据,因此完好的电机参数就显得尤其重要,以便变频器能有效的识
别电机,很好的对电机进展控制
变频器节能主要是因为工艺上存在节能空间,在不存在节能空间
的电机上使用变频器,反而会增加电耗,因为变频器也要消耗部分电
能。
从本质上说只要它做功,就要消耗电能,转化成其他的能量,因
此肯定要遵守能量守恒定律,而变频器本身有整流 中间直流电路 逆
变等,这就要消耗电能,从这方面讲它只是增加了能耗,而并非节能。
至于变频器的节能关键还是看你怎样利用,
变频器在工频下运行,具有节电功能,是事实。但是他的前提条件是:
第一,大功率并且为风机/泵类负载;第二,装置本身具有节电功能〔软
件支持〕;第三,长期连续运行。这是表达节电效果的三个条件。除
此之外,无所谓节不节电,没有什么意义。一般交流电动机的机械特
性曲线是一定的,理论和实际都已证明,当负载功率小于电动机的额
定功率时,其效率随着负载转矩的减少而降低,也就是说,电动机轻
载时会相对费电。而变频器会根据负载的大小自动调整V/f值〔其中
V为电动机定子绕组的电压,f为定子绕组的电压变化频率〕,改变
电动机的机械特性曲线,使其与负载相适应,从而使效率得到进步,
到达节能之目的
2024年9月6日发(作者:随豫)
变频器的V/F控制 与矢量控制
U/f=C的正弦脉宽调制〔SPWM〕控制方式
其特点是控制电路构造简单、本钱较低,机械特性硬度也较好,
可以满足一般传动的平滑调速要求,已在产业的各个领域得到广泛应
用。但是,这种控制方式在低频时,由于输出电压较低,转矩受定子
电阻压降的影响比较显著,使输出最大转矩减小。另外,其机械特性
终究没有直流电动机硬,动态转矩才能和静态调速性能都还不尽如人
意,且系统性能不高、控制曲线会随负载的变化而变化,转矩响应慢、
电机转矩利用率不高,低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在而
性能下降,稳定性变差等。因此人们又研究出矢量控制变频调速。
矢量控制〔VC〕方式
矢量控制变频调速的做法是将异步电动机在三相坐标系下的定
子电流Ia、Ib、Ic、通过三相-二相变换,等效成两相静止坐标系下
的交流电流Ia1Ib1,再通过按转子磁场定向旋转变换,等效成同步旋
转坐标系下的直流电流Im1、It1〔Im1相当于直流电动机的励磁电流;
It1相当于与转矩成正比的电枢电流〕,然后模拟直流电动机的控制
方法,求得直流电动机的控制量,经过相应的坐标反变换,实现对异
步电动机的控制。其本质是将交流电动机等效为直流电动机,分别对
速度,磁场两个分量进展独立控制。通过控制转子磁链,然后分解定
子电流而获得转矩和磁场两个分量,经坐标变换,实现正交或解耦控
制。矢量控制方法的提出具有划时代的意义。然而在实际应用中,由
于转子磁链难以准确观测,系统特性受电动机参数的影响较大,且在
等效直流电动机控制过程中所用矢量旋转变换较复杂,使得实际的控
制效果难以到达理想分析的结果。
V/F控制与矢量都是恒转矩控制。U/F相对转矩可能变化大一些。而
矢量是根据需要的转矩来调节的,相对不好控制一些。对普通用途。
两者一样
1、矢量控制方式——
矢量控制,最简单的说,就是将交流电机调速通过一系列等效变换,
等效成直流电机的调速特性,就这么简单,至于深化理解,那就得深
化理解变频器的数学模型,电机学等学科。
矢量控制原理是模拟直流电动机的控制原理,根据异步电动机的动态
数学模型,利用一系列坐标变换把定子电流矢量分解为励磁分量和转
矩分量,对电机的转矩电流分量和励磁分量分别进展控制。
在转子磁场定向后实现磁场和转矩的解耦,从而到达控制异步电动
机转矩的目的,使异步电机得到接近他励直流电机的控制性能。
详细做法是将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流
分量 (励磁电流)和产生转矩的电流分量(转矩电流)分别加以控制,并
同时控制两分量间的幅值和相位,即控制定子电流矢量,所以称这种
控制方式称为矢量控制方式。
2、V/F控制方式——
V/F控制,就是变频器输出频率与输出电压的比值为恒定值或成比
例。例如,50HZ时输出电压为380V的话,那么25HZ时输出电压
为190V。
变频器采用V/F控制方式时,对电机参数依赖不大,V/f控制是为
了得到理想的转矩-速度特性,基于在改变电源频率进展调速的同时,
又要保证电动机的磁通不变的思想而提出的,通用型变频器根本上都
采用这种控制方式。V/f控制变频器构造非常简单,但是这种变频器
采用开环控制方式,不能到达较高的控制性能,而且,在低频时,必
须进展转矩补偿,以改变低频转矩特性。
3、V/F这种控制方式多用于风机、泵类节能型变频器。V与f的比例
关系是考虑了电机特性而预先决定的。
4、矢量控制的应用场合一般是要求比较高的传动场合。比方要求的
恒转矩调速范围指标高,恒功率调速的范围比较宽。
而且,矢量控制不同于V/F控制,它在低速时可以输出100%的力
矩,而V/F控制在低速时因力矩不够而无法工作。
5、V/F控制特点——以控制速度为目的,控制特点控制精度不高,
低速时,力矩明显小,常用于变频器一拖多场合下。
矢量控制——它有速度闭环,即从负载端测出实际的速度,并与给
定值进展比较,可以得到更高精度的速度控制,并且在低速时,也有
最高的力矩输出。
二、 矢量控制系统原理
思路:矢量调速的目的——直流调速;努力实现励磁电流与电枢电流
的独立控制;励磁电流与电枢电流互差90度角。
原理:矢量控制的根本原理是通过测量和控制异步电动机定子电流矢
量,根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进展
控制,从而到达控制异步电动机转矩的目的。详细是将异步电动机的
定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量 (励磁电流) 和产生转
矩的电流分量 (转矩电流) 分别加以控制,并同时控制两分量间的
幅值和相位,即控制定子电流矢量,所以称这种控制方式称为矢量控
制方式。矢量控制方式又有基于转差频率控制的矢量控制方式、无速
度传感器矢量控制方式和有速度传感器的矢量控制方式等。
比较:基于转差频率控制的矢量控制方式同样是在进展U / f =
恒定控制的根底上,通过检测异步电动机的实际速度n,并得到对应
的控制频率f,然后根据希望得到的转矩,分别控制定子电流矢量及
两个分量间的相位,对通用变频器的输出频率f进展控制的。基于转
差频率控制的矢量控制方式的最大特点是,可以消除动态过程中转矩
电流的波动,从而进步了通用变频器的动态性能。早期的矢量控制通
用变频器根本上都是采用的基于转差频率控制的矢量控制方式。
三、 矢量控制的实现
矢量控制根本理念 旋转地只留绕组磁场无论是在绕组的构造上,
还是在控制的方式上,都和直流电动机最相似。
设想,有两个互相垂直的支流绕组同处于一个旋转体中,通入的是直
流电流,它们都由变频器给定信号分解而来的。
经过直交变换 将两个直流信号变为两相交流信号;在经二相、三
相变换得到三相交流控制信号;
结论只要控制直流信号中的任意一个,就可以控制三相交流控制信
号,也就控制了交流变频器的交流输出。
通过上述变换,将交流电机控制近似为直流电机控制
矢量控制的给定:
1、 在矢量控制的功能中,选择“用〞或“不用〞。
2、 在选择矢量控制后,还需要输入电动机的容量、极数、额定电流、
额定电压、额定功率等。
矢量控制是一电动机的根本运行数据为根据,因此,电动机的运行数
据就显得很重要,假设使用的电动机符合变频器的要求,且变频器容
量和电动机容量相吻合,变频器就自动搜寻电动机的参数,否那么就
需要重新测定。很多类型的变频器为了方便测量电动机的参数都设计
安排了电动机参数的自动测定功能。通过该功能可准确测定电动机的
参数,且提供给变频器的记忆单元,以便在矢量控制中使用。
矢量控制的要求:
1、 一台变频器只能带一台电动机;
2、 电动机的极数要按说明书的要求,一般以4极为佳;
3、 电动机容量与变频器的容量相当,最多差一个等级;
4、 变频器与电动机件的连线不能过长,一般应在30m以内,假设
超过30m,那么需要在连接好电缆后,进展离线自动调整,以重新
测定电动机的相关参数。
矢量控制的优点:
1、 动态的高速响应;
2、 低频转矩增大;
3、 控制灵敏;
矢量控制系统的应用范围:
1、 要求高速运转的工作机械;
2、 适应恶劣的工作环境;
3、 高精度的电力拖动;
4、 四象限运转;
上面各位讲的都是矢量控制的原理和优点,我想对于初学的也许不能
理解较深,简单一点讲,矢量控制就是,电机运行于一定速度时,如
负载增减,变频器可以很快调整电机的输出力矩而保持速度的恒定,
即动态的高速响应,高精度的电力拖动,而V/F控制时如负载增减时
速度会有较大变化后才能运行于原设定速度,对于启动过程为快速响
应设定频率输出,会有较高的启动转矩。
目前国内使用变频器的主要目的就是节能和调速,所以针对不同的使
用要求,也就出现了控制功能不同的变频器:常规V/F控制变频器和
矢量控制变频器。
常规V/F控制,电机的电压降会随着电机速度的降低而相对
增加,这就导致由于励磁缺乏而使电机不能获得足够的转矩〔特别是
在低频率时〕。也就是说常规V/F控制变频器在低频率时无法满足电
机额定转矩的输出。另外,在V/F控制中,用户根据负载情况预先设
定一种u/f曲线,变频器在工作时就根据输出频率的变化,按照曲线
特性调整其输出电压,也就是说V/F控制是使变频器按照事先安排好
的补偿程度工作,不能随负载的变化而改变。但是在以节能为目的和
对速度控制精度要求不高的场合V/F控制变频器以其优越的性价比
而得到广泛的应用。
矢量控制变频器的根本原理是,通过测量和控制异步电动机
定子电流矢量,根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转
矩电流进展控制,从而到达控制异步电动机转矩的目的。详细是将异
步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量 (励磁电
流) 和产生转矩的电流分量 (转矩电流) 分别加以控制,并同时
控制两分量间的幅值和相位,即控制定子电流矢量,所以称这种控制
方式称为矢量控制方式。由于矢量控制可以使得变频器根据频率和负
载情况实时的改变输出频率和电压,因此其动态性能相对完善。可以
对转矩进展准确控制;系统响应快;调速范围广;加减速性能好等特
点。在对转矩控制要求高的场合,以其优越的控制性能受到用户的赞
赏。
如今许多新型的通用型变频器也具备了矢量控制功能,只是
在参数设定时要求输入完好的电机参数。因为矢量控制是以电机的参
数为根据,因此完好的电机参数就显得尤其重要,以便变频器能有效
的识别电机,很好的对电机进展控制
矢量控制就是矢量控制,V/F 控制就是V/F控制,二者有本质的区别,控制性能
差异很大〞
1、矢量控制、V/F 控制,二者都是电机变频调速时,对电机磁场的控制;
2、V/F 控制:
1〕是一种粗略的简单的控制方式,即V/F=定值控制形式;
2〕它忽略了定子绕组电阻压降IoR对磁场的影响,V/F=定值控制形式,虽然阻
止了频率下降、磁场增大的主要问题,但是磁场不是恒定的,而是随着频率在
下降,造成低频时磁场弱、电机转矩缺乏;
3、矢量控制:
1〕矢量控制,不忽略定子绕组电阻压降IoR对磁场的影响,采用〔V-IoR〕/F=
定值控制形式,或者是励磁电流Io=定值控制形式;
2〕它不忽略定子绕组电阻压降IoR对磁场的影响,〔V-IoR〕/F=控制形式,或
者是励磁电流Io=定值控制形式,磁场是恒定的,而不是随着频率在下降,低频
时不存在磁场弱、电机转矩缺乏的问题;
3〕假设磁场能控制在电机设计参数上,变频调速时的运行参数与工频运行参数
的关系明确,可准确计算转子转速,实现无速度传感器的速度闭环控制;
4、矢量控制、V/F 控制,由于都是磁场控制,这两种控制方式在接近工频运
行时,磁场趋于一致,性能趋于一致,所以这两种控制的差异主要在低频端;
“‘当负载增大时,转子转速下降时,转差增大,转子感应电势、电流增大,
转矩增大,’补充一下,电流完全是开环失控状态,接下来的后果就是IGBT--
咚--的一声巨响,整台变频器灯灭灰飞(极端说法〕。〞
1、‘当负载增大时,转子转速下降时,转差增大,转子感应电势、电流增大,
转矩增大’是异步电机的工作转矩原理,有了这一条,异步电机才有可能在工
频运行了几个世纪!
2、假设负载严重过载,异步电机可能进入堵转区,如不及时停电停车,就会烧
电机;
3、变频人都懂这个道理,所以变频调速控制电路,设有电流失速保护电路;
4、谁也没有把‘当负载增大时,转子转速下降时,转差增大,转子感应电势、
电流增大,转矩增大’与失速保护看成矛盾的,而看成是相辅相成的!
常规V/F控制,电机的电压降会随着电机速度的降低而相对增加,这
就导致由于励磁缺乏而使电机不能获得足够的转矩〔特别是在低频率
时〕。也就是说常规V/F控制变频器在低频率时无法满足电机额定转
矩的输出。另外,在V/F控制中,用户根据负载情况预先设定一种
u/f曲线,变频器在工作时就根据输出频率的变化,按照曲线特性调
整其输出电压,也就是说V/F控制是使变频器按照事先安排好的补偿
程度工作,不能随负载的变化而改变。但是在以节能为目的和对速度
控制精度要求不高的场合V/F控制变频器以其优越的性价比而得到
广泛的应用。
矢量控制变频器的根本原理是,通过测量和控制异步电动机
定子电流矢量,根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转
矩电流进展控制,从而到达控制异步电动机转矩的目的。详细是将异
步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量 (励磁电
流) 和产生转矩的电流分量 (转矩电流) 分别加以控制,并同时
控制两分量间的幅值和相位,即控制定子电流矢量,所以称这种控制
方式称为矢量控制方式。由于矢量控制可以使得变频器根据频率和负
载情况实时的改变输出频率和电压,因此其动态性能相对完善。可以
对转矩进展准确控制;系统响应快;调速范围广;加减速性能好等特
点。在对转矩控制要求高的场合,以其优越的控制性能受到用户的赞
赏。
如今许多新型的通用型变频器也具备了矢量控制功能,只是在参
数设定时要求输入完好的电机参数。因为矢量控制是以电机的参数为
根据,因此完好的电机参数就显得尤其重要,以便变频器能有效的识
别电机,很好的对电机进展控制
变频器节能主要是因为工艺上存在节能空间,在不存在节能空间
的电机上使用变频器,反而会增加电耗,因为变频器也要消耗部分电
能。
从本质上说只要它做功,就要消耗电能,转化成其他的能量,因
此肯定要遵守能量守恒定律,而变频器本身有整流 中间直流电路 逆
变等,这就要消耗电能,从这方面讲它只是增加了能耗,而并非节能。
至于变频器的节能关键还是看你怎样利用,
变频器在工频下运行,具有节电功能,是事实。但是他的前提条件是:
第一,大功率并且为风机/泵类负载;第二,装置本身具有节电功能〔软
件支持〕;第三,长期连续运行。这是表达节电效果的三个条件。除
此之外,无所谓节不节电,没有什么意义。一般交流电动机的机械特
性曲线是一定的,理论和实际都已证明,当负载功率小于电动机的额
定功率时,其效率随着负载转矩的减少而降低,也就是说,电动机轻
载时会相对费电。而变频器会根据负载的大小自动调整V/f值〔其中
V为电动机定子绕组的电压,f为定子绕组的电压变化频率〕,改变
电动机的机械特性曲线,使其与负载相适应,从而使效率得到进步,
到达节能之目的